基于模糊概念理论的汽车驱动桥零件关联关系研究

摘要：汽车驱动桥模块化设计很大程度上由各个零件间的关联关系确定，但零件配合属性通常是模糊的。为方便汽车驱动桥产品的模块化设计，运用了模糊关联分析与求解的设计方法。根据模糊概念理论，运用模糊关联规则对数据进行了规整和优化，建立了产品设计的模糊关联系统，给出了属性模糊矩阵，从而有效地处理模糊信息，为后续的模块化设计奠定基础。

关键词：汽车驱动桥；模糊概念理论；关联规则；模块化设计

中图分类号：TH136 文献标志码：A

Research on the Correlation of Automobile Driving Bridge Parts based on Fuzzy Concept Theory

ZOU Xudong, GU Feng, BAI Menghuan

(Institute of Automobile and Traffic，Qingdao University of Technological，Qingdao Shandong 266500，China)

Abstract: The modular design of the automobile axle is largely determined by the correlation between the various parts, but the component coordination attribute is usually fuzzy. In order to facilitate the modular design of the automobile driving axle product, the design method of fuzzy correlation analysis and solving is used.According to the fuzzy concept theory, the fuzzy association rules are used to adjust and optimize the data. The fuzzy relation system of product design is established, and the attribute fuzzy matrix is given to deal with the fuzzy information effectively, which lays the foundation for the subsequent modular design.

Keywords: the automobile axle;fuzzy concept theory;the correlation rules;modular design

0 引言

基于模糊关联的汽车驱动桥模块化设计方法研究对汽车驱动桥如何进行模块化构建以实现对市场的快速响应，同时有效解决批量生产方式下高效率、低成本与定制生产方式下用户个性化设计之间的矛盾具有非常重要的意义^[1-2]。本方法充分考虑了驱动桥各个数据变化的影响，所得的设计方案能够实现对驱动桥各个零件配合型号选择的快速响应，较大程度提高了驱动桥零件配合的选择速度，降低了设计成本，尤其适用于需要经常改变零件数据的产品，可为面向驱动桥设计提供一套可行的思路与方法。

汽车驱动桥结构方案设计时，零件间的关联信息不仅仅包括配合关系，还包括功能和物理等关联信息，而这种关联信息往往有一定的模糊性^[3]，不完全被设计人员确知，非常依赖于设计人员的知识和经验。此外，零件间的关系又是由多个约束准则确定的，对于多个异构准则零件关系的量化，又严重依托知识和经验，因此设计人员个体的判定准确性大多不高。

为此，建立更加准确的零件间的模糊关联系统，给出属性模糊矩阵^[4-5]（此属性包括零件间的功能、联接和物理性质）进而有效地处理模糊信息就显得尤为必要，是保证复杂产品模块化设计模糊求解的前提。

1 汽车驱动桥中主减速器和差速器的主要零件清单

首先，据零件模糊语义配合关系确定驱动桥中主减速器和差速器存在的零件。汽车驱动桥是个很复杂的整体，通过分解、分析并建立各个零件间功能、联接、物理关联关系，确定汽车驱动桥中主减速器及差速器总成的主要零件清单，如表1所示。

表1 汽车驱动桥中主减速器的主要零件清单

零件序号

零件名称

主动锥齿轮

从动锥齿轮

主动锥齿轮轴承

轴用弹性挡圈

圆锥滚子轴承1

隔套

圆锥滚子轴承2

调整垫圈

油封总成

防尘罩

叉形凸缘

O形圈1

平垫圈

自锁螺母

O形圈2

调整垫片

轴承座螺栓

弹簧垫圈

轴承座

主减速器壳

主减速器壳垫片

主减速器轴承盖

垫圈

螺栓

垫片
轴承盖锁片

调整螺母

差速器轴承

从动锥齿轮

从动锥齿轮联接螺栓

差速器右壳

半轴齿轮支承垫片

半轴齿轮

行星齿轮轴（十字轴）

行星齿轮支承垫圈

行星齿轮

差速器左壳

防松垫片

差速器左右壳联接螺栓

2 驱动桥主减速器各零件关联关系的模糊界定

首先，定义不同语义尺度与三角函数的对应关系。定义G₁、G₂、G₃、G₄、G₅分别为五种不同语义尺度。

建立模糊语义与三角模糊函数的映射关系^[6]，分别从零件间的功能关联性、联接关联性和物理关联性三个方面，将基于模糊语义的关联关系评定转化为三角模糊数作为零件间模糊关联关系逻辑演绎的输入^[7-8]。

零件间的功能关联性主要从两个零件对于完成同一项功能的协同程度进行分析。功能关联性的不同语义尺度与三角模糊数的映射关系如表2所示。

表2 零件间功能关联映射关系

关联关系语义表达	关联关系的三角模糊数表达
两个零件对完成同一功能缺一不可	G₅^F=(8,9,10)
两个零件对完成同一功能有较强的协同作用	G₄^F=(6,7,8)
两个零件对完成同一功能有一般的协同作用	G₃^F=(4,5,6)
两个零件对完成同一功能有较弱的协同作用	G₂^F=(2,3,4)
两个零件对完成同一功能缺一不可	G₁^F=(0,1,2)

零件间的联接关联性主要从两个零件联接后拆装的难易程度进行分析。联接关联性的不同语义尺度与三角模糊数的映射关系如表3所示。