[發(fā)明專利]一種齒輪傳動系統(tǒng)動力學分析模塊化建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410022644.0
• 申請日: 2014-01-11
• 公開（公告）號: CN103870630B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 王海偉;劉更;吳立言;常樂浩;韓冰;楊小輝;劉嵐;佟瑞庭;馬尚君
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種齒輪傳動系統(tǒng)動力學分析模塊化建模方法，其特征在于，形成具有特定輸入輸出接口的模塊：軸模塊、齒輪副模塊、行星齒輪模塊，具體包括以下步驟：?

1)將軸劃分成若干段的小軸段，每個軸段兩端作為節(jié)點，軸段看作一個具有軸扭轉(zhuǎn)剛度的彈簧單元，即一個軸單元；?

2)齒輪在齒輪中心處為相應安裝軸上的一個節(jié)點，即齒輪節(jié)點；?

3)功率輸入或輸出中心為相應軸上的一個節(jié)點，即功率節(jié)點；?

4)齒輪對簡化為兩根軸上相應兩節(jié)點連接的嚙合單元，該單元的剛度為嚙合剛度，在形成剛度矩陣時需要將嚙合剛度轉(zhuǎn)化為角剛度；?

5)行星齒輪作為一個獨立的模塊進行處理，其太陽輪在相應安裝軸中心位置作為行星齒輪與軸的耦合節(jié)點，對該耦合節(jié)點進行合并處理，即節(jié)點耦合為同一節(jié)點，節(jié)點的轉(zhuǎn)動慣量為原兩節(jié)點轉(zhuǎn)動慣量的相加值。?

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪傳動系統(tǒng)動力學分析模塊化建模方法，其特征在于，所述軸模塊是由若干段軸串聯(lián)組合而成，每個軸段兩端作為節(jié)點，軸段看作一個具有軸扭轉(zhuǎn)剛度的彈簧單元，每一個軸段的轉(zhuǎn)動慣量與扭轉(zhuǎn)剛度計算公式采用空心圓柱體的轉(zhuǎn)動慣量與扭轉(zhuǎn)剛度計算方法：?

1)空心圓柱體轉(zhuǎn)動慣量計算公式：?

式中D為外徑，d為內(nèi)徑，L為軸段的當量長度，ρ為材料密度；?

2)空心圓柱體扭轉(zhuǎn)剛度計算公式：?

式中，G為剪切模量，D為外徑，d為內(nèi)徑，L為軸段的當量長度，E為彈性模量，μ為泊松比。?

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪傳動系統(tǒng)動力學分析模塊化建模方法，其特征在于，所述齒輪副模塊的建模過程為：?

1)齒輪轉(zhuǎn)動慣量計算：把齒輪轉(zhuǎn)化為圓柱體進行計算，圓柱體外徑為齒輪分度圓直徑，內(nèi)徑為齒輪輪轂內(nèi)徑；?

2)齒輪副嚙合剛度計算：通過GB/T?3480-1997嚙合剛度公式計算獲取齒輪副的嚙合剛度；?

3)齒輪在相應安裝的軸上生成一個節(jié)點，即齒輪節(jié)點；?

4)通過齒輪副將軸與軸之間進行關(guān)聯(lián)，在齒輪節(jié)點之間生成一個嚙合單元；?

5)各齒輪的轉(zhuǎn)動慣量疊加在軸上相應的齒輪節(jié)點上；?

6)在形成剛度矩陣時把齒輪副的嚙合剛度轉(zhuǎn)換為扭轉(zhuǎn)剛度，轉(zhuǎn)換公式為：?

式中K為齒輪副的嚙合剛度，r_b1為主動輪節(jié)圓半徑，r_b2為從動輪節(jié)圓半徑，β為齒輪螺旋角。?

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪傳動系統(tǒng)動力學分析模塊化建模方法，其特征在于，所述行星齒輪模塊的建模過程為：?

1)行星齒輪模塊中太陽輪、行星輪、內(nèi)齒圈和行星架的轉(zhuǎn)動慣量采用簡化的空心圓柱體轉(zhuǎn)動慣量計算方法；?

2)太陽輪與行星輪、行星輪與內(nèi)齒圈的嚙合剛度計算采用GB/T?3480-1997嚙合剛度公式進行；?

3)行星齒輪模塊與軸的耦合方法為：把太陽輪簡化為所在軸上的一個齒輪?節(jié)點，節(jié)點進行合并處理，即節(jié)點耦合為同一節(jié)點，節(jié)點的轉(zhuǎn)動慣量為原兩節(jié)點轉(zhuǎn)動慣量的相加值。?