[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

本發明公開了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，涉及齒輪領域，該方法包括：建立實驗模型和齒輪配合間隙系統響應函數，齒輪配合間隙系統響應函數關系式包括待定系數；控制位移調節單元按照位移驅動函數調節驅動齒輪組的齒輪配合間隙，并確定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齒輪軸系壽命模型中得到齒輪力傳遞系統的壽命結果，通過本申請建立的齒輪軸系壽命模型能夠很好的模擬出齒輪配合間隙對系統的影響。

技術領域

本發明涉及齒輪領域，尤其是一種基于動力學仿真評估齒輪配合間隙對系統響應影響的方法。

背景技術

齒輪是一種常見的動力輸出部件，通過兩個齒輪相配合組成齒輪組達到動力輸出的目的，目前工程上主要集中研究單個齒輪的壽命，例如通過改進材料、制作工藝等來延長齒輪的壽命，缺乏對齒輪對系統影響的研究，齒輪組在嚙合過程中由于輪齒接觸及嚙合剛度的不斷變化，實際的運動特性較為復雜，同時，由于電機輸入的波動力矩在齒輪傳遞的過程中會被調制，從而對系統產生較為復雜的激勵，因此，現有技術無法系統性的研究整個齒輪里傳遞系統，更無法將齒輪與實際的動力系統結合起來研究。

發明內容

本發明人針對上述問題及技術需求，提出了一種基于動力學評估齒輪間隙對系統響應影響的方法，本發明的技術方案如下：

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，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。

其進一步的技術方案為，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。

其進一步的技術方案為，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。

其進一步的技術方案為，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)；