一种基于改进能量法的行星齿轮时变啮合刚度求解方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进能量法的行星齿轮时变啮合刚度求解方法，本发明专利技术考虑基圆与齿根圆之间关系的情况下，以42齿为界限，建立一个考虑轮体变形的改进悬臂梁模型。对行星齿轮各对齿轮啮合的时变啮合刚度进行分情况讨论，在考虑轮体变形的基础上，应用势能法求解更加准确的轮齿时变啮合刚度，并与传统势能法进行对比。通过与有限元结果的对比，验证了该方法的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进能量法的行星齿轮时变啮合刚度求解方法
本专利技术属于机械动力学
，涉及一种基于改进能量法的行星齿轮时变啮合刚度的求解方法，特别是建立一种考虑轮体变形的行星齿轮箱动力学模型，应用势能法求解更加准确的轮齿时变啮合刚度的方法。
技术介绍
行星齿轮作为传递运动和力的元件，广泛应用于各种机械设备中，时变啮合刚度是行星齿轮内部主要固有动态激励之一，因此对于行星齿轮啮合刚度的研究具有非常重要的意义。在齿轮时变啮合刚度的计算方法中，势能法由于其计算效率高，结果准确等优点，得到了国内外学者的广泛研究。国内学者基于势能法构建了存在裂纹故障的内齿圈的啮合刚度模型，并将所得到的时变啮合刚度添加到行星齿轮的动力学模型当中，并取得了较好的结果。但他们的推导与分析都是假设轮齿是从基圆开始，而没有考虑基圆与齿根圆之间的关系，对于齿根圆与基圆之间的轮齿部分，学者们一直鲜有提及。针对这一问题，有学者在分析行星齿轮在裂纹情况下的时变啮合刚度时，考虑了齿根圆与基圆的关系，并根据不同的关系，分别推导了在不同情况下的刚度方程，并与之前的研究进行对比，验证了齿根圆与基圆关系对啮合刚度具有较大的影响，但在他的研究本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑轮体变形的基于改进能量法的行星齿轮时变啮合刚度求解方法，其特征在于：该方法包括以下具体步骤，(1)建立一种考虑轮体变形的行星齿轮箱动力学模型：该行星齿轮箱动力学模型为一种含裂纹故障的考虑轮体变形的行星齿轮箱动力学模型；(2)行星齿轮外齿时变啮合刚度的求解：用改进能量法求解太阳轮‑行星轮的赫兹刚度、弯曲刚度、剪切刚度、轴向压缩刚度和轮体刚度；(3)行星齿轮内齿时变啮合刚度的求解：用改进能量法求解行星轮‑内齿圈的赫兹刚度、弯曲刚度、剪切刚度、轴向压缩刚度和轮体刚度；(4)行星齿轮总的啮合刚度的求解：单双齿啮合周期的计算；求解行星齿轮总的啮合刚度。

【技术特征摘要】
1.一种考虑轮体变形的基于改进能量法的行星齿轮时变啮合刚度求解方法，其特征在于：该方法包括以下具体步骤，(1)建立一种考虑轮体变形的行星齿轮箱动力学模型：该行星齿轮箱动力学模型为一种含裂纹故障的考虑轮体变形的行星齿轮箱动力学模型；(2)行星齿轮外齿时变啮合刚度的求解：用改进能量法求解太阳轮-行星轮的赫兹刚度、弯曲刚度、剪切刚度、轴向压缩刚度和轮体刚度；(3)行星齿轮内齿时变啮合刚度的求解：用改进能量法求解行星轮-内齿圈的赫兹刚度、弯曲刚度、剪切刚度、轴向压缩刚度和轮体刚度；(4)行星齿轮总的啮合刚度的求解：单双齿啮合周期的计算；求解行星齿轮总的啮合刚度。2.根据权利要求1所述的一种考虑轮体变形的基于改进能量法的行星齿轮时变啮合刚度求解方法，其特征在于：所述步骤(2)中，行星齿轮外齿时变啮合刚度的求解：用改进能量法求解太阳轮-行星轮的赫兹刚度、轮体刚度、弯曲刚度、剪切刚度和轴向压缩刚度；轮齿的赫兹刚度与齿廓形状无关；根据赫兹理论，赫兹刚度kh表示为：式中E——杨氏弹性模量；L——轮齿宽度；V——泊松比；轮体刚度kf是影响轮齿啮合刚度的重要因素，kf表示为：其中α1是啮合线与连心线垂线的夹角；系数L*，M*，P*和Q*表示为：X*表示系数L*，M*，P*和Q*，hf＝rf/rint；1)齿根圆小于基圆：其中N是齿数；α是变量；α2是基圆齿角的一半；α3是齿根圆齿角的一半；kb是弯曲刚度；ks是剪切刚度；ka是轴向压缩刚度；2)齿根圆大于基圆：其中α5的值由式计算：3.根据权利要求1所述的一种考虑轮体变形的基于改进能量法的行星齿轮时变啮合刚度求解方法，其特征在于：所述步骤(3)中，行星齿轮内齿时变啮合刚度的求解：用改进能量法求解行星轮-内齿圈的赫兹刚度、弯曲刚度、剪切刚度、轴向压缩刚度和轮体刚...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔玲丽，李贝贝，张跃明，姜宏，王鑫，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11