[發(fā)明專利]驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)系統(tǒng)零部件多工況綜合疲勞安全系數(shù)計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910342472.8
• 申請(qǐng)日: 2019-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN110069867B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范子杰;王琪;周馳;桂良進(jìn);丁煒琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);陜西漢德車橋有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F30/17;G06F30/15;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 謝斌

1.一種驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)系統(tǒng)零部件多工況下綜合疲勞安全系數(shù)計(jì)算方法，所述零部件包括軸、軸承和齒輪，設(shè)所述驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)系統(tǒng)零部件的工況數(shù)目為N_L，其中N_L為大于1的自然數(shù)，其特征在于，所述計(jì)算方法包括以下步驟：

步驟A：建立驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)系統(tǒng)的靜力學(xué)分析模型，計(jì)算零部件在某一單一工況N_i下的受力，其中i為1至N_L的自然數(shù)；

步驟B：計(jì)算在N_L個(gè)工況下軸的綜合有限壽命疲勞安全系數(shù)；

步驟B1：計(jì)算單一工況N_i下軸的損傷率：

根據(jù)零部件在某一單一工況N_i下的受力和參照標(biāo)準(zhǔn)《封閉齒輪傳動(dòng)裝置的選擇和設(shè)計(jì)》中的無(wú)限壽命疲勞安全系數(shù)計(jì)算公式計(jì)算單一工況N_i下軸的無(wú)限壽命疲勞安全系數(shù)；

其中，F(xiàn)_sf代表安全系數(shù)，為米塞斯交變應(yīng)力，為米塞斯平均應(yīng)力，S_f為疲勞強(qiáng)度，S_y為拉伸屈服強(qiáng)度；

步驟B2：計(jì)算軸的總損傷率和所有工況在損傷率最大工況下的等效循環(huán)次數(shù)，

其中N_L個(gè)工況的總損傷率D_A的計(jì)算公式為：

計(jì)算所有工況中損傷率最大時(shí)對(duì)應(yīng)的工況最大損傷率D_E，其計(jì)算公式為

D_E＝max{D₁，D₂，…D_i，…D_NL}

式中，D_i為單一工況的損傷率；

設(shè)最大損傷率D_E對(duì)應(yīng)的循環(huán)次數(shù)為N_E，則所有工況在最大損傷率D_E下的總損傷率的等效循環(huán)次數(shù)N_A的計(jì)算公式為：

步驟B3：根據(jù)所述無(wú)限壽命疲勞安全系數(shù)計(jì)算公式重新對(duì)等效循環(huán)次數(shù)N_A在最大損傷率D_E工況下的軸進(jìn)行校核，并計(jì)算多工況下的軸的綜合疲勞安全系數(shù)；

步驟C：計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)中的每個(gè)軸承在N_L個(gè)工況下的綜合疲勞安全系數(shù)；

步驟C1：根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《滾動(dòng)軸承：額定動(dòng)載荷和額定壽命》的滾動(dòng)軸承的基本額定壽命的計(jì)算公式計(jì)算每個(gè)工況下軸承的損傷率；

其中基本額定壽命L₁₀的計(jì)算公式為

其中，C_d為軸承的基本額定動(dòng)載荷，k為軸承指數(shù)，P_r為徑向當(dāng)量動(dòng)載荷；

若第i工況軸承的運(yùn)行次數(shù)為L(zhǎng)_i，則利用第i工況下的疲勞安全系數(shù)S_i可以計(jì)算第i工況下軸承的損傷率D_i為

步驟C2：計(jì)算軸承總損傷率和綜合疲勞安全系數(shù)；

軸承所有工況的總損傷率D的計(jì)算公式為：

多工況綜合疲勞安全系數(shù)S的計(jì)算公式為：

步驟D：計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)中的每個(gè)齒輪在N_L個(gè)工況下的綜合疲勞安全系數(shù)；

步驟D1：計(jì)算每個(gè)工況下齒輪疲勞的損傷率D_i，其中第i工況下齒輪彎曲疲勞損傷率D_i的計(jì)算公式為：

式中，N_i為實(shí)際運(yùn)行次數(shù)，N_HRi為額定運(yùn)行次數(shù)；

步驟D2：計(jì)算齒輪總損傷率和所有正車工況A和所有反車工況B在最大損傷率下的等效循環(huán)次數(shù)；

步驟D3：分別用等效循環(huán)次數(shù)和在最大損傷率D_E工況下的載荷下進(jìn)行校核計(jì)算，重新求得正車工況A下新的疲勞安全系數(shù)S_HA和反車工況B下新的疲勞安全系數(shù)S_HB，則多工況綜合疲勞安全系數(shù)取兩者較小值如下：

S_HM＝min(S_HA,S_HB)。