[發(fā)明專利]一種柔性支承齒輪傳動裝置自適應建模方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910734964.1 | 申請日： | 2019-08-09 |
| 公開（公告）號： | CN110619145B | 公開（公告）日： | 2023-05-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王海偉;劉更;劉嵐;吳立言;任亞峰;李健 | 申請（專利權(quán)）人： | 西北工業(yè)大學 |
| 主分類號： | G06F30/23 | 分類號： | G06F30/23;G06F111/04 |
| 代理公司： | 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223 | 代理人： | 李杰梅 |
| 地址： | 710072 陜西省西安市友*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 柔性 支承 齒輪 傳動 裝置 自適應 建模 方法 | ||
1.一種柔性支承齒輪傳動裝置自適應建模方法，其特征在于，將整個齒輪系統(tǒng)劃分為：傳動系統(tǒng)模塊、箱體模塊、隔振器模塊和基礎(chǔ)模塊，具體包括以下步驟：
步驟1、對所述傳動系統(tǒng)模塊，采用集中質(zhì)量法提取所述傳動系統(tǒng)模塊的質(zhì)量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣；
步驟2、對所述箱體模塊，建立所述箱體模塊的有限元模型，提取邊界耦合節(jié)點的參數(shù)，采用子結(jié)構(gòu)法提取所述箱體模塊的質(zhì)量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣；
步驟3、將所述隔振器模塊簡化為彈簧單元，得到隔振器的質(zhì)量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣；
不考慮所述隔振器模塊內(nèi)部節(jié)點的作用，僅考慮所述箱體模塊以及基礎(chǔ)模塊與所述隔振器模塊之間的相互作用，對所述隔振器模塊采用簡化的彈簧單元進行建模；
步驟4、對所述基礎(chǔ)模塊，建立所述基礎(chǔ)模塊的有限元模型，提取邊界耦合節(jié)點的模態(tài)參數(shù)，利用子結(jié)構(gòu)法提取所述基礎(chǔ)模塊的質(zhì)量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣；
步驟5、通過對上述步驟中得到所述傳動系統(tǒng)模塊、箱體模塊、隔振器模塊以及基礎(chǔ)模塊的質(zhì)量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣分別進行組裝，并考慮各模塊之間的相互耦合影響，得到完整的耦合系統(tǒng)動力學模型；
所述步驟1中的傳動系統(tǒng)模塊包括齒輪、軸、軸承，采用集中質(zhì)量法提取齒輪、軸、軸承的質(zhì)量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣，再考慮齒輪、軸、軸承三者之間的耦合作用，得到所述傳動系統(tǒng)模塊的質(zhì)量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣；
傳動系統(tǒng)模塊動力學方程為：
式中，
傳動系統(tǒng)模塊的質(zhì)量矩陣
式中：——k模塊總體質(zhì)量矩陣中第i行第j列元素的質(zhì)量矩陣，這里的k代表的是一個字母變量，k＝t,x,s,b；k＝t則代表傳功系統(tǒng)模塊，k＝x代表箱體模塊，k＝s代表隔振器模塊，k＝b代表基礎(chǔ)模塊；
傳動系統(tǒng)模塊的阻尼矩陣
式中：——k模塊總體阻尼矩陣中第i行第j列元素的阻尼矩陣；
傳動系統(tǒng)模塊的剛度矩陣
式中：——k模塊總體剛度矩陣中第i行第j列元素的剛度矩陣；
傳動系統(tǒng)模塊的節(jié)點的加速度列向量
式中：——k模塊的總體加速度矩陣中第i行元素的加速度矩陣；
傳動系統(tǒng)模塊的節(jié)點的速度列向量
式中：——k模塊的總體速度矩陣中第i行元素的速度矩陣；
傳動系統(tǒng)模塊的節(jié)點的位移列向量
式中：——k模塊的總體位移矩陣中第i行元素的位移矩陣；
傳動系統(tǒng)模塊的支反力列向量
式中：fik(t)——k模塊的總體載荷矩陣中第i行元素的載荷矩陣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性支承齒輪傳動裝置自適應建模方法，其特征在于，所述步驟2具體包括以下步驟：
步驟2.1、在所述箱體有限元模型中各軸承中心處分別建立節(jié)點；
步驟2.2、將這些節(jié)點分別與相應軸承座圓環(huán)面上的節(jié)點之間通過剛性梁單元建立變形耦合關(guān)系；
步驟2.3、箱體在底座及各螺栓處施加位移全約束；
步驟2.4、將所有軸承中心節(jié)點定義為一個超單元并施加主自由度，通過內(nèi)部自由度的凝聚得到該超單元質(zhì)量矩陣和剛度矩陣；
步驟2.5、根據(jù)子結(jié)構(gòu)理論得到箱體等效質(zhì)量矩陣、等效阻尼矩陣和等效剛度矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性支承齒輪傳動裝置自適應建模方法，其特征在于，所述步驟4具體包括以下步驟：
步驟4.1、在基礎(chǔ)有限元模型中各螺栓孔中心處分別建立節(jié)點；
步驟4.2、將所有螺栓中心節(jié)點定義為一個超單元并施加主自由度，通過內(nèi)部自由度的凝聚得到該超單元質(zhì)量矩陣和剛度矩陣；
步驟4.3、根據(jù)子結(jié)構(gòu)理論得到基礎(chǔ)模塊等效質(zhì)量矩陣、等效阻尼矩陣和等效剛度矩陣。
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