焊接减速机箱体的结构优化设计

 　　焊接减速机箱体作为减速机的基座，首先要具备足够的强度。传统的焊接减速机箱体设计方式主要是依靠设计人员的设计经验和经验公式，往往选择过大的安全系数，造成材料的浪费。显然，对焊接减速机箱体结构进行优化设计，可达到节约材料、降低成本、提高经济性的目的。 焊接减速机箱体通常用铸铁和铸造铝合金制造，对于重载或有冲击载荷的减速机采用铸钢材质；有些减速机也采用钢板焊接而成，焊接减速机箱体的结构设计水平和铸造工艺设计质量对铸造箱体的制造水平与产品质量至关重要。
　　1.焊接减速机箱体结构的优化设计
　　结构优化的原理与方法
　　现代优化设计以优化理论、有限元分析和计算机程序设计为基础，能从众多的设计序列中选择出较佳设计序列。与NASTRAN、OptiStruct、ABAQUS 等有限元软件相比，ANSYS 不仅可用做优化设计，还可以做结构应力分析。 焊接减速机箱体ANSYS 软件含有参数化设计功能和优化设计模块，可为用户提供自动完成有限元分析过程的功能。
　　对于焊接减速机箱体的结构优化问题，设计变量的初始值通常为箱体的原始设计数值，如轴的孔径、筋板厚度、 箱体壁厚等。 状态变量可以是应力、应变、质量或体积等；如箱体的较大应力应小于箱体材料的破坏性，箱体的较大变形应小于允许的较大变形等，目标函数在结构优化中可以为体积、质量、刚度、振动幅值或频率等。
　　2 .焊接减速机箱体结构优化效果
　　焊接减速机箱体结构减重设计对于降低制造成本、提高车辆的动力性和燃油经济性等多种性能指标都有重要作用，不仅要兼顾功能和工艺性，同时还要确保刚度和强度的要求，另外，减速机工作过程中会产生噪音，如何有效降低及减少噪声、满足环保要求也需考虑。有试验表明，电动汽车驱动系统的声振特性减速机是产生噪声的主要部件之一，其中与变速器箱体相关的以结构传播形式的噪声影响更大。
　　因此，焊接减速机箱体的结构优化成为降低辐射噪声的主要方法，低噪声结构优化设计已广泛应用于变速器、齿轮箱中。
　　2.焊接减速机箱体铸造工艺的优化设计
　　焊接减速机箱体通常为铸铁、 铸铝或铸钢材质，是由铸造毛坯经过机加工制造而成。 铸造工艺的优劣关乎到铸造过程的成败，对于铸件的质量和工艺出品率也有重要影响。
　　传统铸造生产过程是首先依据铸造原理和经验设计铸造工艺，然后进行试浇注；再根据铸件缺陷情况改进工艺并进行试生产，直至获得满意的铸造工艺和合格铸件。这种传统的试错法铸造工艺设计方法不仅导致铸造生产周期长，而且耗费大量的人力、物力，也难以保证铸件质量。

　　在焊接减速机箱体的轻量化和低噪音方面取得了良好的效果，使得在保证箱体强度和刚度的同时降低了减速机的总重和振动噪声，从而提高了减速机的制造质量。利用铸造工艺分析软件对焊接减速机箱体铸件的充型和凝固过程进行模拟，可预测铸造缺陷的种类、大小及分布，分析铸件缺陷形成的原因，从而检验铸造工艺的优劣并对铸造工艺进行快速改进与优化。铸造模拟仿真技术在铸造生产中的应用，较大改变了传统铸造工艺的设计模式，有助于快速经济地确定优铸造工艺，提高铸件质量。