專利名稱：液力變矩器的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液力變矩器的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
液力變矩器(液力耦合器)是自動(dòng)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的主要部件，對(duì)改善系統(tǒng)的傳動(dòng)性能、延長(zhǎng)系統(tǒng)的有效使用壽命具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。液力變矩器(液力耦合器)的主從動(dòng)部件是靠其內(nèi)部的液體工作介質(zhì)柔性連接的(變矩工況、耦合工況)，裝有液力變矩器(液力耦合器)的傳動(dòng)系統(tǒng)具有適應(yīng)性強(qiáng)、無級(jí)變矩變速、啟動(dòng)平穩(wěn)、最大限度的衰減來自于發(fā)動(dòng)機(jī)和末端傳動(dòng)裝置的沖擊載荷的功效，廣泛的應(yīng)用在中高檔轎車、城市公交客車、工程機(jī)械、石油鉆采機(jī)械、鐵路機(jī)車上等。在我國(guó)現(xiàn)階段，液力變矩器(液力耦合器)的使用正處于推廣普及階段，進(jìn)行液力變矩器(液力耦合器)的研究開發(fā)具有現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。
隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，尤其是最近幾年軟硬件的迅猛發(fā)展，建立在CAMM/CAD/CAM/CAE軟硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)品-設(shè)計(jì)-產(chǎn)品”的所謂逆向工程，是最新的一種機(jī)械設(shè)計(jì)方法。這是十分實(shí)用、真正能夠快速開發(fā)、研制產(chǎn)品的一種有效方法，對(duì)于在短時(shí)間內(nèi)開發(fā)出高性能的液力變矩器(液力耦合器)很有借鑒意義。實(shí)現(xiàn)液力變矩器(液力耦合器)的研究開發(fā)，不僅需要良好的CAMM/CAD/CAM/CAE軟硬件平臺(tái)，在設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)還需要高性能的液體計(jì)算軟件。
基于逆向工程實(shí)現(xiàn)液力變矩器(液力耦合器)研究開發(fā)的關(guān)鍵點(diǎn)在于從原產(chǎn)品到三維數(shù)字模型或二維圖紙、從三維數(shù)字模型或二維圖紙?jiān)俚皆囍飘a(chǎn)品這兩個(gè)過程的信號(hào)失真；特別是對(duì)于液力變矩器性能(液力耦合器)有決定性影響的各葉輪葉片，在空間上是三維的曲面，在上述的兩個(gè)過程中特別容易出現(xiàn)較大的失真。這種失真必將引起試制產(chǎn)品與原產(chǎn)品的性能差異。
針對(duì)這種難以避免的失真，通常有以下方法予以解決1、提高三維數(shù)字模型的精度的準(zhǔn)確度。例如采用高精度的測(cè)量設(shè)備；在測(cè)量的過程中充分考慮到干擾信號(hào)的影響，在三維數(shù)字模型的初步處理時(shí)去除這些噪音；對(duì)測(cè)量來的信息進(jìn)行光順處理等。
2、在三維數(shù)字模型已有相當(dāng)?shù)木鹊臏?zhǔn)確度而產(chǎn)品性能仍經(jīng)難以達(dá)到要求的情況下，對(duì)建立的三維數(shù)字模型進(jìn)行性能計(jì)算分析，在計(jì)算分析的基礎(chǔ)上對(duì)原產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的三維數(shù)字模型的一些結(jié)構(gòu)參數(shù)作出合理修改。
上述兩種方法在具體實(shí)現(xiàn)過程中具有相當(dāng)?shù)碾y度。第一種方法的難點(diǎn)在于測(cè)量時(shí)噪音信號(hào)的辨認(rèn)、去除以及對(duì)測(cè)量信息光順方法的實(shí)現(xiàn)；第二種方法的難點(diǎn)在于液力變矩器(液力耦合器)性能計(jì)算的準(zhǔn)確度以及如何盡可能小地變動(dòng)參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種液力變矩器的設(shè)計(jì)方法。
液力變矩器的設(shè)計(jì)方法的步驟為1)在先進(jìn)的CAD軟硬件平臺(tái)上建立轎車液力變矩器的數(shù)字實(shí)體模型，將三維數(shù)字模型直接以三維信息輸出到數(shù)控加工設(shè)備，或二維圖紙的形式提供給制造企業(yè)，在進(jìn)行工藝、工裝分析后，進(jìn)行產(chǎn)品的第一輪試制；2)將第一輪試制產(chǎn)品、原產(chǎn)品的數(shù)值性能的試驗(yàn)性能進(jìn)行分析對(duì)比，對(duì)第一輪試制產(chǎn)品的三維數(shù)字模型進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，改進(jìn)后的第一輪試制產(chǎn)品的三維數(shù)字按照步驟1)進(jìn)行第二輪試制；3)將第二、第一輪試制產(chǎn)品，原產(chǎn)品的計(jì)算性能和試驗(yàn)性能進(jìn)行分析對(duì)比，根據(jù)分析結(jié)果改進(jìn)三維數(shù)字模型，對(duì)所有設(shè)計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)、改進(jìn)，完成產(chǎn)品的批量生產(chǎn)的前期準(zhǔn)備。
本發(fā)明完全不同于一般的模仿設(shè)計(jì)方法。在對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)繪后，首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析光順處理，剔除在從原產(chǎn)品到三維數(shù)字模型或二維圖紙、從三維數(shù)字模型或二維圖紙?jiān)俚皆囍飘a(chǎn)品這兩個(gè)過程的信號(hào)失真；特別是對(duì)于液力變矩器性能(液力耦合器)有決定性影響的各葉輪葉片，在空間上是三維的曲面，在上述的兩個(gè)過程中特別容易出現(xiàn)較大的失真。完成從原產(chǎn)品到三維數(shù)字模型后，即采用先進(jìn)的CFD(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))分析軟件對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算分析，并據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)修改完善，再用CFD(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué))分析軟件進(jìn)行計(jì)算，直至達(dá)到我們預(yù)期的目標(biāo)，而不采用試制試驗(yàn)的方法，節(jié)省了大量的時(shí)間及經(jīng)費(fèi)，且軟件進(jìn)行計(jì)算還能得到試驗(yàn)所不能得到的結(jié)果，在很大程度上可以取代大部分試驗(yàn)。


附圖是液力變矩器的設(shè)計(jì)方法原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖中，樣件解剖—計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量—計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)—計(jì)算機(jī)輔助工程(CFD)—改進(jìn)設(shè)計(jì)—計(jì)算機(jī)輔助制造—試驗(yàn)—試制件解剖—計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量—計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)—計(jì)算機(jī)輔助工程(CFD)—改進(jìn)設(shè)計(jì))—計(jì)算機(jī)輔助制造—試驗(yàn)—改進(jìn)設(shè)計(jì)、定型。
液力變矩器的設(shè)計(jì)方法是1、在先進(jìn)的CAD軟硬件平臺(tái)上建立轎車液力變矩器(液力耦合器)的數(shù)字實(shí)體模型。
1)熟悉基本結(jié)構(gòu)原理后，合理分解該液力變矩器(液力耦合器)產(chǎn)品。
2)測(cè)量非葉輪部件的數(shù)據(jù)并繪制三維數(shù)字模型。
3)在三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x上測(cè)量原產(chǎn)品各葉輪部件的空間點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)。
4)編寫相應(yīng)程序，處理有關(guān)測(cè)量信息；清除測(cè)量數(shù)據(jù)中噪音信號(hào)，光順測(cè)量數(shù)據(jù)。
5)利用光順后的數(shù)據(jù)在CAD軟件中建立葉輪部件的三維數(shù)字模型。
6)在CAD平臺(tái)中進(jìn)行數(shù)模實(shí)體裝配，檢查三維數(shù)字模型的完備性和準(zhǔn)確性，建立完整的產(chǎn)品三維數(shù)字模型。
7)在三維數(shù)字模型的基礎(chǔ)上，繪制該液力變矩器(液力耦合器)產(chǎn)品完整的二維零件圖和裝配圖。
8)根據(jù)建立的三維數(shù)字模型在流體計(jì)算軟件平臺(tái)上對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)值性能計(jì)算分析。(在這一步中用流體動(dòng)力學(xué)方法計(jì)算液力變矩器(液力耦合器的性能，并使得原產(chǎn)品的性能分析結(jié)果與實(shí)際性能曲線盡可能接近。同時(shí)在計(jì)算分析過程中，發(fā)現(xiàn)該三維數(shù)字模型與原產(chǎn)品的失真并加以改進(jìn)。)2、第一輪試制將三維數(shù)字模型直接以三維信息輸出到數(shù)控加工設(shè)備，或二維圖紙的形式提供給制造企業(yè)，在進(jìn)行工藝、工裝分析后，進(jìn)行產(chǎn)品的第一輪試制。在本試制過程中，要嚴(yán)格控制數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換誤差和加工設(shè)備的加工誤差。
3、第一輪試制產(chǎn)品試驗(yàn)1)將第一輪試制產(chǎn)品與原產(chǎn)品進(jìn)行性能對(duì)比試驗(yàn)。
2)按照步驟1中1)～6)的過程建立第一輪試制產(chǎn)品的三維數(shù)字模型。
3)按照步驟1中7)過程在流體計(jì)算軟件上進(jìn)行第一輪試制產(chǎn)品的數(shù)值性能分析。
4)將第一輪試制產(chǎn)品、原產(chǎn)品的數(shù)值性能的試驗(yàn)性能進(jìn)行分析對(duì)比，分析第一輪試制產(chǎn)品和原產(chǎn)品性能差異的原因，分析第一輪試制產(chǎn)品批量生產(chǎn)后的性能可靠性。
5)根據(jù)上述分析對(duì)比結(jié)果，對(duì)第一輪試制產(chǎn)品的三維數(shù)字模型進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。
4、第二輪試制將改進(jìn)后的第一輪試制產(chǎn)品的三維數(shù)字按照步驟2，進(jìn)行第二輪試制。
5、第二輪試制產(chǎn)品試驗(yàn)1)對(duì)第二輪試制產(chǎn)品進(jìn)行性能對(duì)比試驗(yàn)。
2)按照步驟1中1)～6)過程建立第二輪試制產(chǎn)品的三維數(shù)字模型。
3)按照步驟1中7)過程在流體計(jì)算軟件上進(jìn)行第二輪試制產(chǎn)品的性能數(shù)值分析。
4)將第二、第一輪試制產(chǎn)品，原產(chǎn)品的計(jì)算性能和試驗(yàn)性能進(jìn)行分析對(duì)比，分析第二、第一輪試制產(chǎn)品和原產(chǎn)品性能差異的原因，分析試制產(chǎn)品批量生產(chǎn)后的性能可靠性。
6、根據(jù)分析結(jié)果改進(jìn)第二輪試制產(chǎn)品三維數(shù)字模型，對(duì)所有設(shè)計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)、改進(jìn)，完成產(chǎn)品的批量生產(chǎn)的前期準(zhǔn)備。
權(quán)利要求
1.一種液力變矩器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于它的步驟為1)在先進(jìn)的CAD軟硬件平臺(tái)上建立轎車液力變矩器的三維數(shù)字模型，將三維數(shù)字模型直接以三維信息輸出到數(shù)控加工設(shè)備，或二維圖紙的形式提供給制造企業(yè)，在進(jìn)行工藝、工裝分析后，進(jìn)行產(chǎn)品的第一輪試制；2)將第一輪試制產(chǎn)品、原產(chǎn)品的數(shù)值性能與試驗(yàn)性能進(jìn)行分析對(duì)比，對(duì)第一輪試制產(chǎn)品的三維數(shù)字模型進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，改進(jìn)后的第一輪試制產(chǎn)品的三維數(shù)字按照步驟1)進(jìn)行第二輪試制；3)將第二、第一輪試制產(chǎn)品，原產(chǎn)品的計(jì)算性能和試驗(yàn)性能進(jìn)行分析對(duì)比，根據(jù)分析結(jié)果改進(jìn)三維數(shù)字模型，對(duì)所有設(shè)計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)、改進(jìn)，完成產(chǎn)品的批量生產(chǎn)的前期準(zhǔn)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液力變矩器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所說的在先進(jìn)的CAD軟硬件平臺(tái)上建立轎車液力變矩器的數(shù)字實(shí)體模型的步驟為1)熟悉基本結(jié)構(gòu)原理后，合理分解該液力變矩器產(chǎn)品；2)測(cè)量非葉輪部件的數(shù)據(jù)并繪制三維數(shù)字模型；3)在三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x上測(cè)量原產(chǎn)品各葉輪部件的空間點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)；4)編寫相應(yīng)程序，處理有關(guān)測(cè)量信息；清除測(cè)量數(shù)據(jù)中噪音信號(hào)，光順測(cè)量數(shù)據(jù)；5)利用光順后的數(shù)據(jù)在CAD軟件中建立葉輪部件的三維數(shù)字模型；6)在CAD平臺(tái)中進(jìn)行數(shù)模實(shí)體裝配，檢查三維數(shù)字模型的完備性和準(zhǔn)確性，建立完整的產(chǎn)品三維數(shù)字模型；7)在三維數(shù)字模型的基礎(chǔ)上，繪制該液力變矩器產(chǎn)品完整的二維零件圖和裝配圖；8)根據(jù)建立的三維數(shù)字模型在流體計(jì)算軟件平臺(tái)上對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)值性能分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種液力變矩器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所說的第一輪試制產(chǎn)品試驗(yàn)步驟為1)將第一輪試制產(chǎn)品與原產(chǎn)品進(jìn)行性能對(duì)比試驗(yàn)。2)按照權(quán)利要求2中1)～6)的過程建立第一輪試制產(chǎn)品的三維數(shù)字模型；3)按照權(quán)利要求2中7)過程在流體計(jì)算軟件上進(jìn)行第一輪試制產(chǎn)品的數(shù)值性能分析；4)將第一輪試制產(chǎn)品、原產(chǎn)品的數(shù)值性能與試驗(yàn)性能進(jìn)行分析對(duì)比，分析第一輪試制產(chǎn)品和原產(chǎn)品性能差異的原因，分析第一輪試制產(chǎn)品批量生產(chǎn)后的性能可靠性；5)根據(jù)上述分析對(duì)比結(jié)果，對(duì)第一輪試制產(chǎn)品的三維數(shù)字模型進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種液力變矩器的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所說的第二輪試制產(chǎn)品試驗(yàn)步驟為1)對(duì)第二輪試制產(chǎn)品進(jìn)行性能對(duì)比試驗(yàn)。2)按照權(quán)利要求2中1)～6)過程建立第二輪試制產(chǎn)品的三維數(shù)字模型。3)按照權(quán)利要求2中7)過程在流體計(jì)算軟件上進(jìn)行第二輪試制產(chǎn)品的性能數(shù)值分析。4)將第二、第一輪試制產(chǎn)品，原產(chǎn)品的計(jì)算性能和試驗(yàn)性能進(jìn)行分析對(duì)比，分析第二、第一輪試制產(chǎn)品和原產(chǎn)品性能差異的原因，分析試制產(chǎn)品批量生產(chǎn)后的性能可靠性。5)根據(jù)分析結(jié)果改進(jìn)三維數(shù)字模型，對(duì)所有設(shè)計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)、改進(jìn)，完成液力變矩液的批量生產(chǎn)的前期準(zhǔn)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液力變矩器的設(shè)計(jì)方法。它的步驟為:1)在先進(jìn)的CAD軟硬件平臺(tái)上建立轎車液力變矩器的數(shù)字實(shí)體模型,進(jìn)行產(chǎn)品的第一輪試制;2)將第一輪試制產(chǎn)品、原產(chǎn)品的數(shù)值性能與試驗(yàn)性能進(jìn)行分析對(duì)比,根據(jù)上述分析對(duì)比結(jié)果,對(duì)第一輪試制產(chǎn)品的三維數(shù)字模型進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),進(jìn)行第二輪試制;3)將第二、第一輪試制產(chǎn)品,原產(chǎn)品的計(jì)算性能和試驗(yàn)性能進(jìn)行分析對(duì)比,根據(jù)分析結(jié)果改進(jìn)三維數(shù)字模型完成產(chǎn)品的批量生產(chǎn)的前期準(zhǔn)備。本發(fā)明在完成從原產(chǎn)品到三維數(shù)字模型后,即采用先進(jìn)的CFD分析軟件對(duì)模型進(jìn)行分析、計(jì)算、改進(jìn),并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相互驗(yàn)證,直至達(dá)到預(yù)期目標(biāo),節(jié)省了大量時(shí)間及經(jīng)費(fèi),且軟件進(jìn)行計(jì)算還能得到試驗(yàn)所不能得到的結(jié)果,在很大程度上可以取代大部分試驗(yàn)。
文檔編號(hào)F16H41/00GK1356484SQ0114571
公開日2002年7月3日 申請(qǐng)日期2001年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者張振興, 袁學(xué)明, 吳光強(qiáng), 李山, 謝碩 申請(qǐng)人:萬向錢潮股份有限公司