[发明专利]螺旋锥齿轮形性协同制造参数驱动混合反调及控制方法

摘要

本发明公开了一种螺旋锥齿轮形性协同制造参数驱动混合反调及控制方法，优化目标是可任意预设的ease‑off齿面，优化结果是带反调量的精确加工参数。使反调过程变成理论设计齿面向预设ease‑off目标齿面的无穷最小化逼近过程，逼近程度定义残余ease‑off评判。考虑ease‑off齿面的高阶性能，建立考虑误差齿面高阶特性的可预设制造精度的通用加工参数反调模型，优化加工参数为最优设计变量，考虑建立目标函数的强烈非线性并探究其原因，提供更高效更精确更稳定的含双Dogleg步的信赖域算法。同时借助LTCA的主要手段有限元技术，提出几何与物理性能协同优化的通用加工参数混合反调的主动创成方法，为齿轮高性能加工提供基本参数驱动决策模型，完成几何与物理性能协同优化的齿轮产品加工。

主权项

1.一种螺旋锥齿轮形性协同制造参数驱动混合反调及控制方法，包括以下步骤：i)通过优化加工参数的高阶反调来初步确定一套考虑齿面几何性能优化的精确的加工参数；ii)将步骤i)优化确定的加工参数进一步进行考虑齿面物理性能优化的比例反调修正，确定最终的优化加工参数；iii)确定形性协同制造的决策方案；iiii)通过参数驱动程序，实现整个形性协同制造参数驱动混合反调系统的自动化；其中步骤i)包括以下分步：i.1)将ease‑off定义为任何设计齿面相对于其基本齿面的几何修正量，将ease‑off根据制造精度要求预设为一个理论设计与实际加工之间的容差，并根据预设ease‑off要求来确定最终的目标齿面；i.2)将设计齿面与目标齿面之间的法向偏差定义为残余ease‑off，以目标齿面作为逼近齿面，逼近程度以残余ease‑off作为评价标准；i.3)建立考虑误差齿面高阶特性的可预设加工精度的通用加工参数反调模型，用来补偿实际制造与设计之间的齿面误差，确定反调模型的目标函数；i.4)针对目标函数的非线性，通过双Dogleg步的信赖域算法对已确定的目标函数进行精确计算求解，获得足够稳定的数值解；步骤ii)包括以下分步：ii.1)确定基于LTCA的齿面物理性能评价指标ii.1.1)最大齿面接触应力CPMAX；ii.1.2)最大载荷传动误差LTEMAXii.1.3)齿面重合度εγ；ii.2)考虑几何与物理性能协同的比例反调ii.2.1)基于敏感性分析的优化加工参数选择；ii.2.2)考虑几何与物理性能的形性协同制造参数比例反调，输出最终的优化加工参数；ii.2.3)根据不同类别的有限元LTCA设计方法，基于步骤ii.2.2)确定的反调方案，确定两种主要形式的形性协同制造的决策方案。