[發明專利]考慮齒輪嚙入沖擊的正常單級周轉輪系振動唯象建模方法

在審

• 申請號: 202210533860.6
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114861360A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 劉宗堯;王亞東;王雨彤;毛世祥;馮偉;張坤;關炎芳;姚文斌;曹子陽
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 鄭州德勤知識產權代理有限公司 41128
• 代理人: 黃紅梅

1.一種考慮齒輪嚙入沖擊的正常單級周轉輪系振動唯象建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)計算周轉輪系內部內外嚙合產生的沖擊力，即行星輪與內齒圈嚙合產生的嚙入沖擊力，以及行星輪與太陽輪嚙合產生的嚙入沖擊力；

步驟2)計算周轉輪系內部內外嚙合的理論嚙合力，即行星輪與內齒圈嚙合的理論嚙合力，以及行星輪與太陽輪嚙合的理論嚙合力；

步驟3)根據步驟1)、2)的計算結果，得到對應的沖擊系數；

步驟4)考慮齒輪的嚙合沖擊特性，并與步驟3)中的沖擊系數相結合，建立考慮齒輪嚙入沖擊的正常單級周轉輪系振動唯象模型，給出振動響應表達式。

2.根據權利要求1所述的考慮齒輪嚙入沖擊的正常單級周轉輪系振動唯象建模方法，其特征在于，步驟1)的計算過程為：

計算行星輪與太陽輪嚙合產生的嚙入沖擊力F_{s_spi}；

其中，Δv_{n_sp}代表行星輪與太陽輪的相對速度差；b代表齒寬；J_p、J_g分別為太陽輪和行星輪的轉動慣量；r_bg'為行星輪的瞬時基圓半徑；r_bp為太陽輪的基圓半徑；k_{_sp}為行星輪與太陽輪的嚙合剛度；

計算行星輪與內齒圈嚙合產生的嚙入沖擊力F_{s_rpi}，

其中，Δv_{n_rp}代表行星輪與內齒圈的相對速度差；b代表齒寬；J_g、J_r分別為行星輪和內齒圈的轉動慣量；r_br'為內齒圈的瞬時基圓半徑；r_bg為行星輪的基圓半徑；k_{_rp}為行星輪與內齒圈的嚙合剛度。

3.根據權利要求2所述的考慮齒輪嚙入沖擊的正常單級周轉輪系振動唯象建模方法，其特征在于，所述的步驟2)的計算過程為：

根據齒輪嚙合力計算公式，得到行星輪與太陽輪嚙合時的理論嚙合力F_spi；

其中,T為齒輪轉動時的轉矩；d_p為太陽輪的節圓直徑，

根據齒輪嚙合力計算公式，得到行星輪與內齒圈嚙合時的理論嚙合力F_rpi；

其中，T為齒輪轉動時的轉矩；d_g為行星輪的節圓直徑。

4.根據權利要求3所述的考慮齒輪嚙入沖擊的正常單級周轉輪系振動唯象建模方法，其特征在于，步驟3)的計算過程為：

計算外嚙合的沖擊系數V_spi；

計算內嚙合的沖擊系數V_rpi；

5.根據權利要求4所述的考慮齒輪嚙入沖擊的正常單級周轉輪系振動唯象建模方法，其特征在于，步驟4)的具體過程為：

計算單個行星輪與太陽輪嚙合時的沖擊振動信號v_spi(t)，以及單個行星輪與內齒圈嚙合時的沖擊振動信號v_rpi(t)；

其中，C_r為沖擊振動的衰減系數；mod()為余數函數；ψ_i為第i個行星輪的安裝角度；ω_s、ω_c分別為太陽輪和行星架的旋轉頻率；γ_i為內外嚙合之間的相位差；T_m為嚙合周期；

對單個行星輪與太陽輪嚙合時的沖擊振動信號v_spi(t)和單個行星輪與內齒圈嚙合時的沖擊振動信號v_rpi(t)，加上傳遞路徑函數作用后進行疊加，得到正常單級周轉輪系的振動唯象模型的振動響應表達式v(t)；

A_si(t)＝[t+(i-1)T/3]

A_ri(t)＝[t+(i-1)T/3]

式中，N為行星輪個數；A_si(t)為第i個行星輪與太陽輪嚙合振動的傳遞路徑函數；A_ri(t)為第i個行星輪與內齒圈嚙合振動的傳遞路徑函數。