专利名称：液力变矩器的设计方法
技术领域：
本发明涉及一种液力变矩器的设计方法。
背景技术：
液力变矩器(液力耦合器)是自动变速传动系统的主要部件，对改善系统的传动性能、延长系统的有效使用寿命具有重要的现实意义。液力变矩器(液力耦合器)的主从动部件是靠其内部的液体工作介质柔性连接的(变矩工况、耦合工况)，装有液力变矩器(液力耦合器)的传动系统具有适应性强、无级变矩变速、启动平稳、最大限度的衰减来自于发动机和末端传动装置的冲击载荷的功效，广泛的应用在中高档轿车、城市公交客车、工程机械、石油钻采机械、铁路机车上等。在我国现阶段，液力变矩器(液力耦合器)的使用正处于推广普及阶段，进行液力变矩器(液力耦合器)的研究开发具有现实和长远的意义。
随着计算机的飞速发展，尤其是最近几年软硬件的迅猛发展，建立在CAMM/CAD/CAM/CAE软硬件平台上实现“产品-设计-产品”的所谓逆向工程，是最新的一种机械设计方法。这是十分实用、真正能够快速开发、研制产品的一种有效方法，对于在短时间内开发出高性能的液力变矩器(液力耦合器)很有借鉴意义。实现液力变矩器(液力耦合器)的研究开发，不仅需要良好的CAMM/CAD/CAM/CAE软硬件平台，在设计的环节还需要高性能的液体计算软件。
基于逆向工程实现液力变矩器(液力耦合器)研究开发的关键点在于从原产品到三维数字模型或二维图纸、从三维数字模型或二维图纸再到试制产品这两个过程的信号失真；特别是对于液力变矩器性能(液力耦合器)有决定性影响的各叶轮叶片，在空间上是三维的曲面，在上述的两个过程中特别容易出现较大的失真。这种失真必将引起试制产品与原产品的性能差异。
针对这种难以避免的失真，通常有以下方法予以解决1、提高三维数字模型的精度的准确度。例如采用高精度的测量设备；在测量的过程中充分考虑到干扰信号的影响，在三维数字模型的初步处理时去除这些噪音；对测量来的信息进行光顺处理等。
2、在三维数字模型已有相当的精度的准确度而产品性能仍经难以达到要求的情况下，对建立的三维数字模型进行性能计算分析，在计算分析的基础上对原产品对应的三维数字模型的一些结构参数作出合理修改。
上述两种方法在具体实现过程中具有相当的难度。第一种方法的难点在于测量时噪音信号的辨认、去除以及对测量信息光顺方法的实现；第二种方法的难点在于液力变矩器(液力耦合器)性能计算的准确度以及如何尽可能小地变动参数。
发明内容
本发明的目的是提供一种液力变矩器的设计方法。
液力变矩器的设计方法的步骤为1)在先进的CAD软硬件平台上建立轿车液力变矩器的数字实体模型，将三维数字模型直接以三维信息输出到数控加工设备，或二维图纸的形式提供给制造企业，在进行工艺、工装分析后，进行产品的第一轮试制；2)将第一轮试制产品、原产品的数值性能的试验性能进行分析对比，对第一轮试制产品的三维数字模型进行改进设计，改进后的第一轮试制产品的三维数字按照步骤1)进行第二轮试制；3)将第二、第一轮试制产品，原产品的计算性能和试验性能进行分析对比，根据分析结果改进三维数字模型，对所有设计进行校验、改进，完成产品的批量生产的前期准备。
本发明完全不同于一般的模仿设计方法。在对样品进行测绘后，首先对数据进行分析光顺处理，剔除在从原产品到三维数字模型或二维图纸、从三维数字模型或二维图纸再到试制产品这两个过程的信号失真；特别是对于液力变矩器性能(液力耦合器)有决定性影响的各叶轮叶片，在空间上是三维的曲面，在上述的两个过程中特别容易出现较大的失真。完成从原产品到三维数字模型后，即采用先进的CFD(计算流体动力学)分析软件对模型进行计算分析，并据计算结果对模型进行结构修改完善，再用CFD(计算流体动力学)分析软件进行计算，直至达到我们预期的目标，而不采用试制试验的方法，节省了大量的时间及经费，且软件进行计算还能得到试验所不能得到的结果，在很大程度上可以取代大部分试验。
附图是液力变矩器的设计方法原理示意图。
具体实施例方式
图中，样件解剖—计算机辅助测量—计算机辅助设计—计算机辅助工程(CFD)—改进设计—计算机辅助制造—试验—试制件解剖—计算机辅助测量—计算机辅助设计—计算机辅助工程(CFD)—改进设计)—计算机辅助制造—试验—改进设计、定型。
液力变矩器的设计方法是1、在先进的CAD软硬件平台上建立轿车液力变矩器(液力耦合器)的数字实体模型。
1)熟悉基本结构原理后，合理分解该液力变矩器(液力耦合器)产品。
2)测量非叶轮部件的数据并绘制三维数字模型。
3)在三坐标测量仪上测量原产品各叶轮部件的空间点、线、面数据。
4)编写相应程序，处理有关测量信息；清除测量数据中噪音信号，光顺测量数据。
5)利用光顺后的数据在CAD软件中建立叶轮部件的三维数字模型。
6)在CAD平台中进行数模实体装配，检查三维数字模型的完备性和准确性，建立完整的产品三维数字模型。
7)在三维数字模型的基础上，绘制该液力变矩器(液力耦合器)产品完整的二维零件图和装配图。
8)根据建立的三维数字模型在流体计算软件平台上对该产品进行数值性能计算分析。(在这一步中用流体动力学方法计算液力变矩器(液力耦合器的性能，并使得原产品的性能分析结果与实际性能曲线尽可能接近。同时在计算分析过程中，发现该三维数字模型与原产品的失真并加以改进。)2、第一轮试制将三维数字模型直接以三维信息输出到数控加工设备，或二维图纸的形式提供给制造企业，在进行工艺、工装分析后，进行产品的第一轮试制。在本试制过程中，要严格控制数据的转换误差和加工设备的加工误差。
3、第一轮试制产品试验1)将第一轮试制产品与原产品进行性能对比试验。
2)按照步骤1中1)～6)的过程建立第一轮试制产品的三维数字模型。
3)按照步骤1中7)过程在流体计算软件上进行第一轮试制产品的数值性能分析。
4)将第一轮试制产品、原产品的数值性能的试验性能进行分析对比，分析第一轮试制产品和原产品性能差异的原因，分析第一轮试制产品批量生产后的性能可靠性。
5)根据上述分析对比结果，对第一轮试制产品的三维数字模型进行改进设计。
4、第二轮试制将改进后的第一轮试制产品的三维数字按照步骤2，进行第二轮试制。
5、第二轮试制产品试验1)对第二轮试制产品进行性能对比试验。
2)按照步骤1中1)～6)过程建立第二轮试制产品的三维数字模型。
3)按照步骤1中7)过程在流体计算软件上进行第二轮试制产品的性能数值分析。
4)将第二、第一轮试制产品，原产品的计算性能和试验性能进行分析对比，分析第二、第一轮试制产品和原产品性能差异的原因，分析试制产品批量生产后的性能可靠性。
6、根据分析结果改进第二轮试制产品三维数字模型，对所有设计进行校验、改进，完成产品的批量生产的前期准备。
权利要求
1.一种液力变矩器的设计方法，其特征在于它的步骤为1)在先进的CAD软硬件平台上建立轿车液力变矩器的三维数字模型，将三维数字模型直接以三维信息输出到数控加工设备，或二维图纸的形式提供给制造企业，在进行工艺、工装分析后，进行产品的第一轮试制；2)将第一轮试制产品、原产品的数值性能与试验性能进行分析对比，对第一轮试制产品的三维数字模型进行改进设计，改进后的第一轮试制产品的三维数字按照步骤1)进行第二轮试制；3)将第二、第一轮试制产品，原产品的计算性能和试验性能进行分析对比，根据分析结果改进三维数字模型，对所有设计进行校验、改进，完成产品的批量生产的前期准备。
2.根据权利要求1所述的一种液力变矩器的设计方法，其特征在于所说的在先进的CAD软硬件平台上建立轿车液力变矩器的数字实体模型的步骤为1)熟悉基本结构原理后，合理分解该液力变矩器产品；2)测量非叶轮部件的数据并绘制三维数字模型；3)在三坐标测量仪上测量原产品各叶轮部件的空间点、线、面数据；4)编写相应程序，处理有关测量信息；清除测量数据中噪音信号，光顺测量数据；5)利用光顺后的数据在CAD软件中建立叶轮部件的三维数字模型；6)在CAD平台中进行数模实体装配，检查三维数字模型的完备性和准确性，建立完整的产品三维数字模型；7)在三维数字模型的基础上，绘制该液力变矩器产品完整的二维零件图和装配图；8)根据建立的三维数字模型在流体计算软件平台上对该产品进行数值性能分析。
3.根据权利要求1或2所述的一种液力变矩器的设计方法，其特征在于所说的第一轮试制产品试验步骤为1)将第一轮试制产品与原产品进行性能对比试验。2)按照权利要求2中1)～6)的过程建立第一轮试制产品的三维数字模型；3)按照权利要求2中7)过程在流体计算软件上进行第一轮试制产品的数值性能分析；4)将第一轮试制产品、原产品的数值性能与试验性能进行分析对比，分析第一轮试制产品和原产品性能差异的原因，分析第一轮试制产品批量生产后的性能可靠性；5)根据上述分析对比结果，对第一轮试制产品的三维数字模型进行改进设计。
4.根据权利要求1或2所述的一种液力变矩器的设计方法，其特征在于所说的第二轮试制产品试验步骤为1)对第二轮试制产品进行性能对比试验。2)按照权利要求2中1)～6)过程建立第二轮试制产品的三维数字模型。3)按照权利要求2中7)过程在流体计算软件上进行第二轮试制产品的性能数值分析。4)将第二、第一轮试制产品，原产品的计算性能和试验性能进行分析对比，分析第二、第一轮试制产品和原产品性能差异的原因，分析试制产品批量生产后的性能可靠性。5)根据分析结果改进三维数字模型，对所有设计进行校验、改进，完成液力变矩液的批量生产的前期准备。
全文摘要
本发明公开了一种液力变矩器的设计方法。它的步骤为:1)在先进的CAD软硬件平台上建立轿车液力变矩器的数字实体模型,进行产品的第一轮试制;2)将第一轮试制产品、原产品的数值性能与试验性能进行分析对比,根据上述分析对比结果,对第一轮试制产品的三维数字模型进行改进设计,进行第二轮试制;3)将第二、第一轮试制产品,原产品的计算性能和试验性能进行分析对比,根据分析结果改进三维数字模型完成产品的批量生产的前期准备。本发明在完成从原产品到三维数字模型后,即采用先进的CFD分析软件对模型进行分析、计算、改进,并与试验结果进行相互验证,直至达到预期目标,节省了大量时间及经费,且软件进行计算还能得到试验所不能得到的结果,在很大程度上可以取代大部分试验。
文档编号F16H41/00GK1356484SQ0114571
公开日2002年7月3日 申请日期2001年12月28日 优先权日2001年12月28日
发明者张振兴, 袁学明, 吴光强, 李山, 谢硕 申请人:万向钱潮股份有限公司