"基于MATLAB的齿轮参数优化设计及有限元分析研究"

本论文基于MATLAB提供的优化模块，对深圳某电机有限公司设计生产的汽车自动座椅调节减速系统进行参数优化设计，并利用ANSYS软件对优化后的齿轮应力进行分析对比，再通过寿命模拟测试来验证优化设计后的齿轮系统的可靠性。首先对机械优化设计理论进行了较为系统的阐述，介绍了机械优化设计的基本概念、优化流程，齿轮参数设计软件KISSSOFT的齿轮参数设计及准确齿廓的输出，将其导入到三维设计软件SOLIDWORKS。然后针对现有设计和生产的座椅调节器齿轮系统存在的问题，在不改变动力系统（电机）性能的基础上，综合优化理论及齿轮传动原理及齿轨传动动力学，利用SOLIDWORKS、KISSSOFT和MATLAB对齿轮参数及结构进行优化。利用MATLAB的优化工具箱，以齿轮体积为优化的分目标函数，对齿轮尺寸参数的优化，将优化后的参数输入齿轮设计软件KISSSOFT中，从中输出正确的三维齿廓，利用SOLIDWORKS对齿轮建模，然后导入有限元分析软件ANSYS中，对其进行静态应力分析，比较齿轮系统优化前后的应力。以上过程为基本流程，最后进行了齿轮系统的可靠性验证。 通过本研究，对深圳某电机公司设计生产的汽车自动座椅调节减速系统进行了深入的优化设计和分析。首先通过MATLAB优化模块对齿轮系统进行参数优化设计，然后利用ANSYS软件对优化后的齿轮应力进行分析比较，并通过寿命模拟测试验证了优化设计后齿轮系统的可靠性。本文首先介绍了机械优化设计的基本概念和优化流程，然后详细阐述了KISSSOFT齿轮参数设计及准确齿廓的输出，进而将其导入到SOLIDWORKS中。在解决座椅调节器齿轮系统存在问题的基础上，结合优化理论、齿轮传动原理和齿轮传动动力学，利用SOLIDWORKS、KISSSOFT和MATLAB对齿轮参数及结构进行了深度优化。通过MATLAB的优化工具箱，对齿轮尺寸参数进行优化，并将优化后的参数输入KISSSOFT中，输出正确的三维齿廓，然后利用SOLIDWORKS对齿轮进行建模，并将其导入ANSYS进行静态应力分析，最终比较了齿轮系统优化前后的应力情况。通过以上研究方法，验证了优化设计后齿轮系统的可靠性，为汽车自动座椅调节减速系统的设计与生产提供了理论支持和参考。