[发明专利]一种用于解决应力集中、轻量化的胀紧联结套的设计方法

摘要

本发明涉及一种用于解决应力集中、轻量化的胀紧联结套的设计方法。本发明主要是解决现有胀套尺寸设计方法存在的可靠性不足、材料浪费等技术问题。具体方法包括：1)依据胀紧联结套传递转矩要求、材料屈服强度要求和轻量化最小质量要求；确定设计指标为：主轴与轴套最小接触压力p1min、整机最大等效应力Emax和最小质量mmin；2)根据设计指标确定胀套的设计参数，基于有限元模拟，利用正交试验设计获得样本数据；3)归纳样本数据，将设计指标作为函数因变量，设计参数作为自变量，利用Kriging法得到目标函数，构建满足转矩、等效应力、最小质量的预测模型；4)联立预测模型得到多目标优化函数，通过第二代遗传算法(NSGA‑II)求解，获得最终设计参数。

主权项

1.一种用于解决应力集中、轻量化的胀紧联结套的设计方法，其特征在于，所述胀紧联结套由内环、外环和螺栓组成，套装在轴套和主轴上，其设计方法包括如下步骤：1)依据胀紧联结套传递转矩要求、材料屈服强度要求和轻量化最小质量要求；确定设计指标为：主轴与轴套最小接触压力p_1min、整机最大等效应力E_max和最小质量m_min；2)结合胀紧联结套的结构特点，确定的设计参数为：内环圆锥面最小直径d₃、外环直径d₄、最大推进行程e_max；结合设计参数，利用有限元模拟，通过正交试验方法得到设计参数与设计指标对应的样本数据；3)归纳样本数据，将设计指标作为函数因变量，设计参数作为自变量，利用Kriging法得到目标函数，构建满足转矩、等效应力、最小质量的预测模型；4)联立预测模型得到多目标优化函数，通过第二代遗传算法求解，获得最终设计参数：内环圆锥面最小直径d₃、外环直径d₄、最大推进行程e_max，其中，求解优先级满足：转矩>等效应力>最小质量；最小推进行程满足e_min＝ke_max，0.6<k<0.8。