[發明專利]一種考慮錯位量影響的準雙曲面齒輪接觸計算方法

有效

• 申請號: 201710009493.9
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106802989B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 范子杰;周馳;王琪;桂良進;丁煒琦
• 申請（專利權）人: 清華大學;陜西漢德車橋有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

1.一種考慮錯位量影響的準雙曲面齒輪接觸計算方法，包括以下步驟：

1)建立準雙曲面齒輪有限元接觸計算模型；

2)進行不考慮錯位量影響的齒輪有限元接觸計算，求取等效嚙合力作用方向單位矢量N和等效嚙合節點坐標R；

3)根據等效嚙合力作用方向單位矢量N和等效嚙合節點坐標R，建立齒輪傳動系統有限元模型；

4)進行齒輪傳動系統有限元模型靜力學求解，求取齒輪中心梁單元節點位移矢量δ_o1和δ_o2以及錯位量參考節點位移矢量δ_p1和δ_p2；

5)根據齒輪中心梁單元節點位移矢量δ_o1和δ_o2以及錯位量參考節點位移矢量δ_p1和δ_p2，改變準雙曲面齒輪有限元接觸計算模型的方位；進行考慮錯位量影響的齒輪有限元接觸計算，求取考慮錯位量影響的等效嚙合力作用方向單位矢量N′和等效嚙合節點坐標R′；

6)進行考慮錯位量影響的齒輪有限元接觸計算與傳動系統有限元模型靜力學求解之間的迭代求解，求取齒輪有限元接觸計算模型與傳動系統有限元模型的靜力學平衡狀態，并計算準確考慮錯位量影響的準雙曲面齒輪接觸計算結果；其中，迭代求解包括以下步驟：

①根據考慮錯位量影響的等效嚙合力作用方向單位矢量N′和等效嚙合節點坐標R′，重新建立齒輪傳動系統有限元模型；

②進行新的齒輪傳動系統有限元模型靜力學求解，求取新的齒輪中心梁單元節點位移矢量以及錯位量參考節點位移矢量；

③根據齒輪中心梁單元節點位移矢量以及錯位量參考節點位移矢量，改變準雙曲面齒輪有限元接觸計算模型的方位，再次進行考慮錯位量影響的齒輪有限元接觸計算，求取新的考慮錯位量影響的等效嚙合力作用方向單位矢量N′和等效嚙合節點坐標R′；

④判斷相鄰兩次迭代求得的齒輪等效嚙合參數是否滿足收斂判據公式，如果滿足，計算收斂，最終求得齒輪接觸計算模型和傳動系統模型的靜力學平衡狀態，并獲得準確考慮錯位量影響的準雙曲面齒輪接觸計算結果；否則，返回步驟①。

2.如權利要求1所述的一種考慮錯位量影響的準雙曲面齒輪接觸計算方法，其特征在于，所述步驟1)中建立準雙曲面齒輪有限元接觸計算模型包括以下步驟：

首先，分別建立小輪和大輪的有限元模型，令小輪軸線與全局坐標系X軸平行，大輪軸線與全局坐標系Y軸平行，小輪沿全局坐標系Z軸偏置；然后，分別在小輪和大輪的形心位置建立中心節點o₁和o₂，采用剛性連接單元將小輪和大輪的中心節點分別與小輪和大輪的體單元模型耦合；再然后，在小輪軸線和大輪軸線的公垂線交點位置分別建立小輪和大輪的錯位量參考節點p₁和p₂；最后，在計算過程中可能發生接觸的齒面之間依次建立面-面接觸對，并定義齒面摩擦系數。