动载荷仿真方法、系统以及计算机可读存储介质技术方案

本申请公开一种应用于电机驱动装置的动载荷仿真方法、系统以及计算机可读存储介质。该方法包括：获取电机驱动装置的三维模型；将三维模型输入至基于多体动力学模型的分析系统；基于多体动力学模型的约束条件，对电机驱动装置的载荷进行仿真，得到仿真结果。通过上述方式，本申请能够实现对电机驱动装置中轴承、电机转子以及齿轮等的动载荷的仿真。电机转子以及齿轮等的动载荷的仿真。电机转子以及齿轮等的动载荷的仿真。

【技术实现步骤摘要】
动载荷仿真方法、系统以及计算机可读存储介质


[0001]本申请涉及电机驱动装置的仿真领域，特别是涉及一种应用于电机驱动装置的动载荷仿真方法、系统以及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]电机驱动装置主要由电机、轴承和传动元件组成。轴承用于支撑电机驱动装置中的旋转体。轴承、电机和传动元件的动载荷是电机驱动装置的强度分析、疲劳分析及噪声、振动与声振粗糙度(NVH)分析的重要输入，因此对轴承、电机和传动元件等的动载荷进行精确的分析尤为重要。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种应用于电机驱动装置的动载荷仿真方法、系统以及计算机可读存储介质，以解决现有技术中对电机驱动装置的动载荷分析不够精确的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是提供一种应用于电机驱动装置的动载荷仿真方法。电机驱动装置至少包括电机转子、电机轴、第一轴承、第一齿轮和第二齿轮。电机轴连接于电机转子。第一轴承连接于电机轴。第一轴承包括第一内圈、第一外圈和设置在第一内圈和第一外圈之间的多个第一滚动件。第一齿轮传动连接于电机轴。第一齿轮与第二齿轮相互啮合。该动载荷仿真方法包括：获取电机驱动装置的三维模型；将三维模型输入至基于多体动力学模型的分析系统；以及基于多体动力学模型的约束条件，对电机驱动装置的载荷进行仿真，得到仿真结果。约束条件包括：第一内圈、电机轴和电机转子被合并设置为多体动力学模型中的第一实体；第一实体配置成发生振动和绕电机轴的旋转；第一滚动件和第一内圈配置成发生摩擦和碰撞；第一滚动件和第一外圈配置成发生摩擦和碰撞；以及第一齿轮和第二齿轮配置成发生周期性摩擦和碰撞。
[0005]在一些实施例中，电机驱动装置还包括传动轴和第二轴承，传动轴与电机轴传动连接，第一齿轮连接于传动轴，第二轴承连接于传动轴，第二轴承包括第二内圈、第二外圈和设置在第二内圈和第二外圈之间的多个第二滚动件，约束条件还包括：第二内圈和传动轴被合并设置为多体动力学模型中的第二实体，第二滚动件和第二内圈配置成发生摩擦和碰撞；以及第二滚动件和第二外圈配置成发生摩擦和碰撞。
[0006]在一些实施例中，仿真结果包括如下中的至少一种：在第一外圈第一滚动件之间的接触力随时间的变化；以及，在第一内圈第一滚动件之间的接触力随时间的变化；电机转子的振动位移随时间的变化；或第一齿轮和第二齿轮之间的接触力随时间的变化。
[0007]在一些实施例中，仿真结果还包括如下中的至少一种：在第二外圈与第二滚动件之间的接触力随时间的变化；以及，在第二内圈与第二滚动件之间的接触力随时间的变化。
[0008]在一些实施例中，第一轴承还包括第一保持件，第一保持件配置成保持第一滚动件，约束条件还包括：第一保持件与第一滚动件配置成发生摩擦和碰撞；或第二轴承还包括第二保持件，第二保持件配置成保持第二滚动件，约束条件还包括：第二保持件与第二滚动
件配置成发生摩擦和碰撞。
[0009]在一些实施例中，电机驱动装置包括第一载荷传递路径和第二载荷传递路径，第一载荷传递路径从第二齿轮，经过第一齿轮、传动轴、第一实体、第一轴承的第一滚动件，至第一轴承的第一外圈；以及第二载荷传递路径从第二齿轮，经过第一齿轮、第二实体、第二轴承的第二滚动件，至第二轴承的第二外圈。
[0010]在一些实施例中，分析系统为机械系统动力学自动分析ADAMS系统。第一滚动件和第一内圈配置成发生摩擦和碰撞的约束条件包括：在ADAMS系统中，第一滚动件和第一内圈配置为接触关系。第一滚动件和第一外圈配置成发生摩擦和碰撞的约束条件包括：在ADAMS系统中，第一滚动件和第一外圈配置为接触关系。第一齿轮和第二齿轮配置成发生周期性摩擦和碰撞的约束条件包括：在ADAMS系统中，第一齿轮和第二齿轮配置为接触关系。基于约束条件，对电机驱动装置的载荷进行仿真至少包括如下中的至少一种：使用ADAMS系统中的冲击函数法，对第一滚动件和第一内圈之间的接触力进行仿真；使用ADAMS系统中的冲击函数法，对第一外圈的约束反力进行仿真；或使用ADAMS系统中的冲击函数法，对第一齿轮和第二齿轮之间的接触力进行仿真。
[0011]在一些实施例中，在基于多体动力学模型的约束条件，对电机驱动装置的载荷进行仿真的步骤之前，方法还包括：以电机转子的质心为驱动点，以第一扭矩和绕电机轴的第一角速度为驱动。
[0012]为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种应用于电机驱动装置的动载荷仿真系统。电机驱动装置至少包括电机转子、电机轴、第一轴承、第一齿轮和第二齿轮。电机轴连接于电机转子。第一轴承连接于电机轴。第一轴承包括第一内圈、第一外圈和设置在第一内圈和第一外圈之间的多个第一滚动件。第一齿轮传动连接于电机轴。第一齿轮与第二齿轮相互啮合。该动载荷仿真系统包括三维模型获取单元、三维模型输入单元以及仿真单元。三维模型获取单元配置成获取电机驱动装置的三维模型。三维模型输入单元配置成将三维模型输入至基于多体动力学模型的分析系统。仿真单元配置成基于多体动力学模型的约束条件，对电机驱动装置的载荷进行仿真，得到仿真结果。约束条件包括：第一内圈、电机轴和电机转子被合并设置为多体动力学模型中的第一实体；第一实体配置成发生振动和绕电机轴的旋转；第一滚动件和第一内圈配置成发生摩擦和碰撞；第一滚动件和第一外圈配置成发生摩擦和碰撞；以及第一齿轮和第二齿轮配置成发生周期性摩擦和碰撞。
[0013]为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机程序。该计算机程序被执行时实现上述应用于电机驱动装置的动载荷仿真方法的步骤。
[0014]区别于现有技术，本申请通过获取电机驱动装置的三维模型，将三维模型输入至基于多体动力学模型的分析系统，以及基于多体动力学模型的约束条件，对电机驱动装置的载荷进行仿真，得到仿真结果。在约束条件中，将第一内圈、电机轴和电机转子被合并设置为多体动力学模型中的第一实体，简化了仿真复杂度。通过将第一实体配置成发生振动和绕所述电机轴的旋转，第一滚动件和第一内圈配置成发生摩擦和碰撞，第一滚动件和第一外圈配置成发生摩擦和碰撞以及将第一齿轮和第二齿轮配置成发生周期性摩擦和碰撞，可模拟电机驱动装置中的轴承、电机转子以及齿轮的动载荷。本申请的方法可在简化仿真
计算量的同时，提高仿真结果的准确性。
附图说明
[0015]为更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是根据本申请一实施例的动载荷仿真方法的流程示意图。
[0017]图2是根据本申请一实施例应用图1中的动载荷仿真方法的电机驱动装置的三维模型的示意图。
[0018]图3是本申请图2中的电机驱动装置的第一轴承的结构示意图。
[0019]图4是本申请图2中的电机驱动装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于电机驱动装置的动载荷仿真方法，所述电机驱动装置至少包括电机转子、电机轴、第一轴承、第一齿轮和第二齿轮，所述电机轴连接于所述电机转子，所述第一轴承连接于所述电机轴，所述第一轴承包括第一内圈、第一外圈和设置在所述第一内圈和所述第一外圈之间的多个第一滚动件，所述第一齿轮传动连接于所述电机轴，所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合，其特征在于，所述方法包括：获取所述电机驱动装置的三维模型；将所述三维模型输入至基于多体动力学模型的分析系统；以及基于所述多体动力学模型的约束条件，对所述电机驱动装置的载荷进行仿真，得到仿真结果，其中，所述约束条件包括：所述第一内圈、所述电机轴和所述电机转子被合并设置为所述多体动力学模型中的第一实体；所述第一实体配置成发生振动和绕所述电机轴的旋转；所述第一滚动件和所述第一内圈配置成发生摩擦和碰撞；所述第一滚动件和所述第一外圈配置成发生摩擦和碰撞；以及所述第一齿轮和所述第二齿轮配置成发生周期性摩擦和碰撞。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电机驱动装置还包括传动轴和第二轴承，所述传动轴与所述电机轴传动连接，所述第一齿轮连接于所述传动轴，所述第二轴承连接于所述传动轴，所述第二轴承包括第二内圈、第二外圈和设置在所述第二内圈和所述第二外圈之间的多个第二滚动件，所述约束条件还包括：所述第二内圈和所述传动轴被合并设置为所述多体动力学模型中的第二实体，所述第二滚动件和所述第二内圈配置成发生摩擦和碰撞；以及所述第二滚动件和所述第二外圈配置成发生摩擦和碰撞。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述仿真结果包括如下中的至少一种：在所述第一外圈与所述第一滚动件之间的接触力随时间的变化；在所述第一内圈与所述第一滚动件之间的接触力随时间的变化；所述电机转子的振动位移随时间的变化；以及所述第一齿轮和所述第二齿轮之间的接触力随时间的变化。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述仿真结果还包括如下中的至少一种：在所述第二外圈与所述第二滚动件之间的接触力随时间的变化；以及在所述第二内圈与所述第二滚动件之间的接触力随时间的变化。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一轴承还包括第一保持件，所述第一保持件配置成保持所述第一滚动件，所述约束条件还包括：
所述第一保持件与所述第一滚动件配置成发生摩擦和碰撞；或所述第二轴承还包括第二保持件，所述第二保持件配置成保持所述第二滚动件，所述约束条件还包括：所述第二保持件与所述第二滚动件配置成发生摩擦和碰撞。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电机驱动装置包括第一载荷传递路径和第二载荷传递路径，所述第一载荷传递路径从所述第二齿轮，经过所述第一齿轮、所述传动轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈伟平，吴元强，庄龙，高津，夏松林，何维康，
申请(专利权)人：浙江零跑科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：