[發明專利]一種耦合振蕩狀態下傳動齒輪箱振動特性分析方法

有效

• 申請號: 201710319737.3
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107103146B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 李玩幽;袁運博;郭宜斌;率志君;劉沖培;劉凱旋;王智永
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 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

1.一種耦合振蕩狀態下傳動齒輪箱振動特性分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：根據傳動齒輪箱中嚙合齒輪副的基本參數，用傳統的數值計算方法合成時變剛度激勵和傳遞誤差激勵，然后將兩種激勵對應點相乘，獲得設定轉速條件下具有周期特性的嚙合齒輪副內部動態激勵；

步驟二：構建柴油機齒輪系統特性-軸系扭振-調速系統耦合模型；

所述柴油機齒輪系統特性-軸系扭振-調速系統耦合模型，包括PID控制器、比例型執行器、氣缸激勵加載模塊、負載阻力矩加載模塊、齒輪內部動態激勵加載模塊、柔性軸系扭振當量模型模塊、瞬時轉速采集模塊和瞬時齒輪內部動態激勵動態修正模塊；

所述柴油機齒輪系統特性-軸系扭振-調速系統耦合模型的信號處理流程為，采集飛輪慣量的瞬時轉速信號，計算與目標轉速的差值，輸入至PID控制器；PID控制器輸出控制指令使比例型執行器作動，調整瞬時噴油量；再由氣缸激勵加載模塊計算出當前的瞬時氣缸激勵力矩，加載給柔性軸系扭振當量模型；

步驟三：利用柴油機齒輪系統特性-軸系扭振-調速系統耦合模型，計算獲得傳動齒輪系主動輪的瞬時轉速；然后在瞬時齒輪內部動態激勵動態修正模塊中，得到修正后的齒輪內部動態激勵；

步驟四：建立傳動齒輪箱的三維有限元模型，對比模態計算結果與實驗測試結果的偏差，若二者偏差較大，則調整有限元的邊界條件，直至模態計算結果與實驗測試結果偏差小于10％；

步驟五：將修正后的齒輪內部動態激勵加載到傳動齒輪箱三維有限元模型中齒輪副嚙合接觸線的位置，求解傳動齒輪箱的振動特性。

2.如權利要求1所述的一種耦合振蕩狀態下傳動齒輪箱振動特性分析方法，其特征在于，所述步驟一中嚙合齒輪副內部動態激勵的表達式為：

F_t(t)＝k(t)·e(t)

式中，F_t(t)為嚙合齒輪副的內部動態激勵；k(t)為時變剛度激勵；e(t)為傳遞誤差激勵。

3.如權利要求1或2所述的一種耦合振蕩狀態下傳動齒輪箱振動特性分析方法，其特征在于，所述瞬時齒輪內部動態激勵動態修正模塊的修正流程為：輸入耦合模型飛輪慣量處的瞬時轉速，先進行齒輪副主動輪瞬時轉速與設定轉速比值求解，再進行齒輪副主動輪瞬時嚙合周期與設定嚙合周期比值換算，然后調用傳統數值計算所得齒輪內部動態激勵，修正瞬時周期后的齒輪內部動態激勵。

4.如權利要求1或2所述的一種耦合振蕩狀態下傳動齒輪箱振動特性分析方法，其特征在于，所述修正后的齒輪內部動態激勵的表達式為：

T_ks(t)＝T_k0(n_st/n₀)

式中，T_ks為修正后的齒輪內部動態激勵瞬時值；n_s為主動輪瞬時轉速；T_k0為數值計算所得齒輪內部動態激勵瞬時值；n₀為主動輪設定轉速。

5.如權利要求3所述的一種耦合振蕩狀態下傳動齒輪箱振動特性分析方法，其特征在于，所述修正后的齒輪內部動態激勵的表達式為：

T_ks(t)＝T_k0(n_st/n₀)

式中，T_ks為修正后的齒輪內部動態激勵瞬時值；n_s為主動輪瞬時轉速；T_k0為數值計算所得齒輪內部動態激勵瞬時值；n₀為主動輪設定轉速。