[發明專利]基于動力學評估齒輪配合間隙對系統響應影響的方法

在審

• 申請號: 202011568515.3
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112580219A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 盧明波;李富才;李可
• 申請（專利權）人: 江蘇集萃復合材料裝備研究所有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/11;G06F119/04;G06F119/14
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

1.一種基于動力學評估齒輪配合間隙對系統響應影響的方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據齒輪力傳遞系統建立實驗模型，所述實驗模型至少包括驅動齒輪組、電機和位移調節單元，所述電機連接并驅動所述驅動齒輪組，所述位移調節單元調節所述驅動齒輪組的齒輪配合間隙；

根據所述實驗模型建立齒輪配合間隙系統響應函數，所述齒輪配合間隙系統響應函數反應實驗模型壽命和齒輪配合間隙的關系，所述齒輪配合間隙系統響應函數關系式包括待定系數；

控制所述位移調節單元按照位移驅動函數調節所述驅動齒輪組的齒輪配合間隙，并確定所述驅動齒輪組在每個齒輪配合間隙下的實驗模型壽命；

利用每個齒輪配合間隙及對應的實驗模型壽命擬合得到所述齒輪配合間隙系統響應函數關系式的待定系數，建立齒輪軸系壽命模型；

在檢測齒輪力傳遞系統的壽命的工作過程中，采集齒輪配合間隙并輸入到所述齒輪軸系壽命模型中得到齒輪力傳遞系統的壽命結果。

2.根據權利要求1所述的一種方法，其特征在于，所述齒輪配合間隙系統響應函數的關系式為：

其中，f(s)表示實驗模型壽命，s表示齒輪配合間隙，a₀、a_n為待定系數，n為參數，F表示調節距離函數。

3.根據權利要求2所述的一種方法，其特征在于，所述調節距離函數的表達式為：

其中，C為常數，N表示樣本個數，所述樣本個數的計算公式為：

其中，s_max、s_min分別為齒輪配合間隙的上限和下限，int()為取整函數，Δs表示位移驅動函數調節的距離。

4.根據權利要求1所述的一種方法，其特征在于，所述位移驅動函數的表達式為：

STEP(time,t₁,0,t₂,Δs)+STEP(time,t₃,0,t₄,Δs)+……+STEP(time,t_k,0,t_k+1,Δs)；

其中，STEP(time,t_k,0,t_k+1,Δs)表示在t_k-t_k+1時間段中位移Δs，k為參數。

5.根據權利要求1-4任一所述的一種方法，其特征在于，所述控制所述位移調節單元按照位移驅動函數調節所述驅動齒輪組的齒輪配合間隙，包括：控制所述電機加速至穩定速度后按照所述穩定速度控制所述驅動齒輪組工作，當所述電機達到所述穩定速度后，通過所述位移驅動函數控制調節所述驅動齒輪組的齒輪配合間隙。

6.根據權利要求5所述的一種方法，其特征在于，所述控制所述電機加速至穩定速度后按照所述穩定速度控制所述驅動齒輪組工作，包括：

控制所述實驗模型中的電機的加速度按照輸入端加速度波動曲線變化，所述輸入端加速度波動曲線依次包括加速段和波動段，所述電機的加速度在所述加速段為恒定值，所述電機在所述加速段按照所述恒定值勻加速至所述穩定速度；所述電機的加速度在所述波動段的正負幅值對稱區間內波動，所述電機在所述波動段變加速工作使得所述電機的速度穩定在所述穩定速度，所述加速段的加速度的恒定值大于所述波動段的正負幅值對稱區間的幅值。

7.根據權利要求1所述的一種方法，其特征在于，所述實驗模型還包括驅動件底座、滑動座、傳動軸、負載齒輪組和負載件底座，所述滑動座安裝在所述驅動件底座上的滑軌上，所述滑動座上安裝有所述位移調節單元和所述電機，所述驅動齒輪組包括主動輪和從動輪，所述主動輪和所述從動輪嚙合后分別安裝在所述電機的電機軸和所述傳動軸上，所述傳動軸通過軸承安裝在所述負載件底座上，所述負載件底座上安裝有負載單元，所述負載單元通過負載齒輪組連接到所述傳動軸上。

8.根據權利要求1所述的一種方法，其特征在于，所述擬合得到所述齒輪配合間隙系統響應函數關系式的待定系數，包括：

通過最小二乘法擬合得到所述齒輪配合間隙系統響應函數關系式的待定系數。