[發明專利]齒輪傳動系統主動齒輪質心加速度信號帶寬預測方法

有效

• 申請號: 201310288960.8
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103366061A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 蔡力鋼;張飛斌;王鋒;劉傲;高立新;徐海;趙鑫;雷濤濤
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

1.齒輪傳動系統主動齒輪質心加速度信號帶寬預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1建立齒輪傳動系統非線性動力學模型，

將齒輪傳動系統中的電機表示為一個集中質量的剛體，在其上施加繞軸的逆時針方向扭矩M_m；輸入軸表示為一個單自由度扭轉彈簧阻尼器，扭轉剛度和扭轉阻尼系數分別為k_p和c_p；輸入端軸承表示為一對互相垂直的彈簧阻尼器，水平方向的剛度和阻尼系數分別為k_x1和c_x1，豎直方向的剛度和阻尼系數分別為k_y1和c_y1；主動齒輪表示為一個集中質量的剛體m₁，被動齒輪表示為一個集中質量的剛體m₂，輸出軸表示為一個單自由度扭轉彈簧阻尼器，扭轉剛度和扭轉阻尼系數分別為k_g和c_g；輸出端軸承表示為一對互相垂直的彈簧阻尼器，水平方向的剛度和阻尼系數分別為k_x2和c_x2，豎直方向的剛度和阻尼系數分別為k_y2和c_y2；負載表示為一個集中質量的剛體，在其上施加繞軸的逆時針方向扭矩M_b；齒輪副之間的嚙合關系表示為一個時變的彈簧阻尼器，剛度和阻尼系數分別為k_t和c_t；

步驟2求解模型并計算帶寬離散值，

根據步驟1建立的齒輪傳動系統非線性動力學模型，推導出系統的動力學微分方程組；選定主動齒輪旋轉頻率區間[f₁,f₁₀]，將該區間進行10等分，則得到10個主動齒輪旋轉頻率值f₁,f₂,f₃,…,f₁₀；將這10個頻率值依次帶入到系統動力學方程中，進行動態求解，得到與各頻率值相對應的主動齒輪質心振動加速度仿真信號；分別對信號進行時域分析，量取信號脈沖的10%-90%上升時間T_r，則信號帶寬f_3dB，i與T_r由如下關系式求解：

f3dB,i=0.35Tr---(1)]]>

上式中，i=1,2,…10表示對應第i個頻率值f_i；

步驟3求解主動齒輪的旋轉頻率與振動加速度信號帶寬的函數關系式，

將步驟2中得到的f_i與f_3dB,i一一對應，由最小二乘法原理，擬合出主動齒輪的旋轉頻率f與振動加速度信號帶寬f_3dB之間的函數關系式：

f_3db=Af²+Bf²+C????????????????????(2)

上式中，A、B和C為常系數，它們的值由最小二乘法原理確定。

步驟4預測主動齒輪質心振動加速度信號帶寬，

將屬于區間[f₁,f₁₀]內的任意大小的主動齒輪旋轉頻率值代入公式(2)，即可預測出對應的主動齒輪質心振動加速度信號帶寬。