考虑延长啮合和齿圈柔性的内啮合齿轮副啮合刚度计算方法技术

技术编号:21714704 阅读:38 留言:0更新日期:2019-07-27 19:17
本发明专利技术公开了一种考虑延长啮合和齿圈柔性的内啮合齿轮副啮合刚度计算方法,它是在基于轮齿刚度和基体刚度计算的基础上,通过轮齿接近距离和分离距离的确定,建立内啮合齿轮副时变啮合刚度解析模型,根据齿圈的几何计算啮合刚度;该内啮合齿轮副啮合刚度计算方法包括以下步骤:步骤1计算轮齿刚度;步骤2计算基体刚度;步骤3计算轮齿分离距离与接近距离;步骤4计算内啮合齿轮副时变啮合刚度。本发明专利技术的计算方法考虑了行星齿轮副齿圈变形和延长啮合的影响,提出改进的渐开线齿廓行星齿轮啮合刚度解析模型,具有相当的计算精度,同时也能保证计算效率和有效性。

Meshing stiffness calculation method of internal meshing gear pair considering extended meshing and ring flexibility

【技术实现步骤摘要】
考虑延长啮合和齿圈柔性的内啮合齿轮副啮合刚度计算方法
本专利技术属于机械动力学
,涉及内啮合齿轮副啮合刚度的计算模型,具体涉及一种考虑延长啮合和齿圈柔性的内啮合齿轮副啮合刚度计算方法。
技术介绍
时变啮合刚度是齿轮系统主要的内部激励,是进行动力学建模及分析的基础。行星齿轮传动系统一般包含两种齿轮啮合类型,即太阳轮与行星轮的外啮合传动和行星轮与内齿圈的内啮合传动。由于内啮合齿轮副的重合度一般较高,因此内啮合传动更容易出现延长啮合现象。又由于行星齿轮的齿圈具有较大的柔性,因此在计算内啮合齿轮副的啮合刚度时也不应将其忽视。内啮合齿轮副啮合刚度的计算方法一般分为解析方法和有限元方法。传统的解析方法不能考虑齿圈柔性和延长啮合效应,但是计算效率较高。而有限元方法能考虑齿圈柔性和延长啮合效应,但是计算效率很低。
技术实现思路
本专利技术的目的是:提出一种考虑延长啮合和齿圈柔性的内啮合齿轮副啮合刚度计算方法,该计算方法考虑齿圈柔性和延长啮合效应,具有相当的计算精度,同时也能保证计算效率。本专利技术的技术解决方案是:它是在基于轮齿刚度和基体刚度计算的基础上,通过轮齿接近距离和分离距离的确定,建立内啮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.考虑延长啮合和齿圈柔性的内啮合齿轮副啮合刚度计算方法,其特征是:在基于轮齿刚度和基体刚度计算的基础上,通过轮齿接近距离和分离距离的确定,建立内啮合齿轮副时变啮合刚度解析模型,根据齿圈的几何参数计算啮合刚度。

【技术特征摘要】
1.考虑延长啮合和齿圈柔性的内啮合齿轮副啮合刚度计算方法,其特征是:在基于轮齿刚度和基体刚度计算的基础上,通过轮齿接近距离和分离距离的确定,建立内啮合齿轮副时变啮合刚度解析模型,根据齿圈的几何参数计算啮合刚度。2.根据权利要求1所述的考虑延长啮合和齿圈柔性的内啮合齿轮副啮合刚度计算方法,其特征是该内啮合齿轮副啮合刚度计算方法包括以下步骤:步骤1计算轮齿刚度;步骤2计算基体刚度;步骤3计算轮齿分离距离与接近距离;步骤4计算内啮合齿轮副时变啮合刚度。3.根据权利要求2所述的考虑延长啮合和齿圈柔性的内啮合齿轮副啮合刚度计算方法,其特征是该内啮合齿轮副啮合刚度计算方法包括以下具体步骤:步骤1计算轮齿刚度:基于能量法,通过弹性力学及材料力学变形能的两种表示方式来计算齿轮轮齿弯曲、剪切和轴向压缩刚度:式中:Fa=Fsinβ,Fb=Fcosβ,h是啮合点和轮齿中心线之间的距离,d为啮合点和齿根之间的水平距离,Ix、Ax为渐开线上任意位置x处的截面惯性矩和横截面积;计算轮齿部分的刚度:式中:h、hx、d、x、Ix和Ax均表示为角位移β的函数;根据渐开线的性质:其中,rb、rf和L分别为齿轮副的基圆半径、齿根圆半径和齿宽,为齿根圆上齿角的一半,β2=π/2z2-tanα0+α0为齿顶圆上齿角的一半,φ=β2+tan(arccos(rb/rf));z1和z2分别为主动轮和从动轮的齿数;内啮合齿轮副啮合起始点处的啮合压力角表示为:式中:K为渐开线延长线与基圆的交点;根据渐开线的性质,B点处的渐开线展角∠BO2K=tan∠FO2B-∠FO2B,代入上式得:其中:θ2为内齿轮角位移,θ1为外齿轮角位移;根据公式(4~5)计算轮齿刚度kt1,kt2:步骤2计算基体刚度:内啮合齿轮副中齿圈基体刚度解析计算公式是:式中:系数L*、M*、P*和Q*通过多项式函数来确定,其表达式为:式中:X*代表系数L*、M*、P*和Q*,A、B、C、D、E和F的值,L为齿宽,uf、Sf、θf和hf=rf/rint;其中Sf=2rf/θf、为无量纲的刀具圆角半径,uf=rf-rb/cosβ;其他参数计算方法...

【专利技术属性】
技术研发人员:马辉王昆曹海军吴宏登罗方陈康康皇甫一樊李娜
申请(专利权)人:江苏省金象传动设备股份有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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