【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传动系统设计，具体而言，涉及一种平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法。
技术介绍
1、在乘用车行业，随着新能源汽车的高速发展，用户对于乘车体验要求越来越高。正驱承载能力强、反驱滑行噪音低的非对称齿轮越来越多的应用在新能源传动系统中。同时nvh(noise、vibration、harshness，噪声、振动与声振粗糙度)越发受到关注。其中，新能源传动系统中clunk噪声是一种金属敲击异常噪音，是一种传动系对冲击性激励的响应。通常在发生驱动电机扭矩突变和扭矩反向时产生，例如tip-in/tip-out工况。tip-in/tip-out工况是指短时间内的踩油门(tip-in)和松油门(tip-out)。当有扭矩突变和扭矩反向时，由于齿轮副间隙及其他传动间隙的存在，就会在正反接触面间产生冲击撞击，这种撞击激励传入车内产生类似金属撞击的声音。clunk噪声可通过减小齿间隙，进而减小齿轮角位移得到改善，然而对于非对称齿轮由于齿轮间隙引起的实际角位移计算存在一定难度。
2、传统算法无法考虑因非对称齿轮左右齿面压力角不同引起的侧隙不同、齿轮左右齿面齿厚公差、传动轴齿系统扭转刚度、传动系统瞬态冲击等对角位移仿真分析结果的影响。
3、针对上述现有技术中非对称齿轮由于齿轮侧隙引起的实际角位移计算困难的技术问题，目前尚未提出有效解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，以解决现有技术中非对称齿轮
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，包括：根据平行轴非对称齿轮传动系统模型，构建平行轴非对称齿轮传动系统；确定平行轴非对称齿轮传动系统的输入端和负载端的功率载荷和平行轴非对称齿轮传动系统的非对称齿轮侧隙的范围，功率载荷至少包括转速信息、扭矩信息、功率信息；采用线性扫描法，对平行轴非对称齿轮传动系统进行角位移仿真分析，获得角位移-扭矩变化曲线；基于角位移-扭矩变化曲线，获取平行轴非对称齿轮传动系统的非对称齿轮的角位移信息。
3、进一步地，确定平行轴非对称齿轮传动系统的输入端和负载端的功率载荷，包括如下步骤：将输入端的转速信息、负载端的转速信息均设置为0r/min，其中，输入端为旋转端，负载端为固定端；将输入端的功率信息、负载端的功率信息均设置为0kw。
4、进一步地，采用线性扫描法，对平行轴非对称齿轮传动系统进行角位移仿真分析，获得角位移-扭矩变化曲线，基于角位移-扭矩变化曲线，获取平行轴非对称齿轮传动系统的非对称齿轮的角位移信息，包括如下步骤：设置变量维度为1、维度步数为10，且变量维度为输入扭矩；设置功率载荷的扭矩信息为+0.1n·m，设置输入扭矩的变化范围为+1n·m～-1n·m，输出正驱角位移-扭矩变化曲线，正驱角位移-扭矩变化曲线为平行轴非对称齿轮传动系统模型的输出角位移随输入扭矩在+1n·m～-1n·m内变化的曲线；设置功率载荷的扭矩信息为-0.1n·m，设置输入扭矩的变化范围为-1n·m～+1n·m，输出反驱角位移-扭矩变化曲线，反驱角位移-扭矩变化曲线为平行轴非对称齿轮传动系统模型的输出角位移随输入扭矩在-1n·m～+1n·m内变化的曲线；基于正驱角位移-扭矩变化曲线、反驱角位移-扭矩变化曲线，获取平行轴非对称齿轮传动系统的非对称齿轮的角位移信息。
5、进一步地，非对称齿轮侧隙的范围包括正驱齿面侧隙范围和反驱齿面侧隙范围，确定平行轴非对称齿轮传动系统的非对称齿轮侧隙的范围包括如下步骤：将主从动齿轮齿厚参数调整为齿厚公差带上限值，将非对称齿轮齿厚公差调整为0，获得正驱齿面齿轮侧隙最小值和反驱齿面齿轮侧隙最小值；将主从动齿轮齿厚参数调整为齿厚公差带下限值，将非对称齿轮齿厚公差调整为0，获得正驱齿面齿轮侧隙最大值和反驱齿面齿轮侧隙最大值；基于正驱齿面齿轮侧隙最小值、正驱齿面齿轮侧隙最大值确定正驱齿面侧隙范围；基于反驱齿面齿轮侧隙最小值、反驱齿面齿轮侧隙最大值确定反驱齿面侧隙范围。
6、进一步地，根据平行轴非对称齿轮传动系统模型，构建平行轴非对称齿轮传动系统前，方法还包括：建立箱体和轴类部件的有限元模型；建立非对称齿轮啮合单元模型；建立轴承单元模型；将箱体和轴类部件的有限元模型、非对称齿轮啮合单元模型、轴承单元模型进行装配，获得平行轴非对称齿轮传动系统模型。
7、进一步地，建立箱体和轴类部件的有限元模型，包括：创建箱体、轴类部件的几何模型；将箱体、轴类部件的几何模型导入有限元软件，并进行网格划分；进行网格质量检查及问题网格处理的迭代优化；设置材料属性，材料属性至少包括密度、杨氏模量、泊松比；生成箱体和轴类部件的有限元模型。
8、进一步地，非对称齿轮啮合单元包括齿轮啮合部分和齿轮轮体部分，齿轮轮体部分采用有限元建模，齿轮啮合部分采用参数化建模并生成齿轮啮合部分的有限元网格模型。
9、进一步地，建立箱体和轴类部件的有限元模型，还包括如下步骤：在轴类部件的平行轴的轴承位置处、箱体的壳体的轴承座孔处建立凝聚节点，并对凝聚节点进行缩聚处理，凝聚节点用于与轴承单元模型耦合。
10、进一步地，轴承单元模型的轴承外圈与箱体的壳体的凝聚节点采用耦合弹性支撑模型相耦合。
11、进一步地，轴类部件采用铁木辛柯梁单元进行建模，轴类部件的质量矩阵采用一致质量矩阵。
12、应用本专利技术的技术方案，根据平行轴非对称齿轮传动系统模型，构建平行轴非对称齿轮传动系统；确定平行轴非对称齿轮传动系统的输入端和负载端的功率载荷和平行轴非对称齿轮传动系统的非对称齿轮侧隙的范围，功率载荷至少包括转速信息、扭矩信息、功率信息；采用线性扫描法，对平行轴非对称齿轮传动系统进行角位移仿真分析，获得角位移-扭矩变化曲线；基于角位移-扭矩变化曲线，获取平行轴非对称齿轮传动系统的非对称齿轮的角位移信息。即通过建模、设置非对称齿轮侧隙参数、功率载荷、角位移分析仿真后获取到角位移-扭矩变化曲线后，可直接根据角位移-扭矩变化曲线上的角位移信息，分析由于非对称齿轮侧隙引起的非对称齿轮角位移，解决了现有技术中非对称齿轮由于齿轮侧隙引起的实际角位移计算困难的技术问题。
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1.一种平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，采用线性扫描法，对所述平行轴非对称齿轮传动系统进行角位移仿真分析，获得角位移-扭矩变化曲线，基于所述角位移-扭矩变化曲线，获取所述平行轴非对称齿轮传动系统的非对称齿轮的角位移信息，包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，所述非对称齿轮侧隙的范围包括正驱齿面侧隙范围和反驱齿面侧隙范围，确定所述平行轴非对称齿轮传动系统的非对称齿轮侧隙的范围包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，根据平行轴非对称齿轮传动系统模型，构建所述平行轴非对称齿轮传动系统前，所述方法还包括：
6.根据权利要求5所述的平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，建立箱体和轴类部件的有限元模型
7.根据权利要求5所述的平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，所述非对称齿轮啮合单元包括齿轮啮合部分和齿轮轮体部分，所述齿轮轮体部分采用有限元建模，所述齿轮啮合部分采用参数化建模并生成所述齿轮啮合部分的有限元网格模型。
8.根据权利要求5所述的平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，建立箱体和轴类部件的有限元模型，还包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，所述轴承单元模型的轴承外圈与所述箱体的壳体的凝聚节点采用耦合弹性支撑模型相耦合。
10.根据权利要求6所述的平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，采用线性扫描法，对所述平行轴非对称齿轮传动系统进行角位移仿真分析，获得角位移-扭矩变化曲线，基于所述角位移-扭矩变化曲线，获取所述平行轴非对称齿轮传动系统的非对称齿轮的角位移信息，包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，所述非对称齿轮侧隙的范围包括正驱齿面侧隙范围和反驱齿面侧隙范围，确定所述平行轴非对称齿轮传动系统的非对称齿轮侧隙的范围包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述的平行轴非对称齿轮侧隙引起的角位移仿真分析方法，其特征在于，根据平行轴非对称齿轮传动系统模型，构建所述平行轴非对称...
【专利技术属性】
技术研发人员：于博瑞，白学斌，金子嵛，郭相坤，李哲，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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