减速器齿轮非线性振动分析方法、计算机设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了减速器齿轮非线性振动分析方法、计算机设备及存储介质，主要流程为：建立静态传递误差方程、时变啮合刚度方程、啮合阻尼方程、非线性齿隙函数和齿轮副动态啮合力方程；根据静态传递误差方程、时变啮合刚度方程、啮合阻尼方程、非线性齿隙函数和齿轮副动态啮合力方程获取齿轮副转动方程和齿轮副平移运动方程；建立斜齿轮副动态啮合位移方程；根据齿轮副转动方程、齿轮副平移运动方程和斜齿轮副动态啮合位移方程获得齿轮系统振动响应结果；根据振动响应结果获得分岔特性图、振动位移峰值与振动位移均方根值特性图和振动响应特征图；通过齿轮副转动方程、齿轮副平移运动方程和斜齿轮副动态啮合位移方程提高对齿轮系统分析结果的准确性。系统分析结果的准确性。系统分析结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
减速器齿轮非线性振动分析方法、计算机设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及机械传动
，特别涉及减速器齿轮非线性振动分析方法、计算机设备及存储介质。

技术介绍

[0002]减速器是纯电动汽车中必不可少的传动部件，在减速器中齿轮振动会引起强度、耐久性、可靠性和噪声问题，是汽车传动系统中的重要关注问题。纯电动汽车动力传递过程中产生的齿轮动态啮合力是这些系统噪声的主要来源。此外，减速器的振动特性对纯电动车的低噪，舒适性和效率都有很大影响。因此，在设计减速器时需对齿轮传动系统的振动进行分析。
[0003]而现有对于齿轮传动系统通常采用线性振动来进行分析，没有考虑非线性参数。简单的线性动力学模型对复杂的齿轮系统非线性特性的解释能力不足，不能准确的分析出规则振动、非周期运动和混沌运动等复杂现象，从而导致减速器齿轮系统的数据支撑不够准确，影响减速器齿轮系统的工作效果。
[0004]可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种减速器齿轮非线性振动分析方法，通过建立齿轮副转动方程、齿轮副平移运动方程和斜齿轮副动态啮合位移方程对齿轮系统的非线性特性进行分析，获得齿轮系统的非线性振动结果，从而提高齿轮系统非线性振动分析的准确性，为减速器齿轮系统的设计提供准确的数据支持，增强减速器齿轮系统的工作效果。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：
[0007]一种减速器齿轮非线性振动分析方法，具体包括以下步骤：
[0008]建立静态传递误差方程、时变啮合刚度方程、啮合阻尼方程、非线性齿隙函数和齿轮副动态啮合力方程；
[0009]根据静态传递误差方程、时变啮合刚度方程、啮合阻尼方程、非线性齿隙函数和齿轮副动态啮合力方程获取齿轮副转动方程和齿轮副平移运动方程；
[0010]建立斜齿轮副动态啮合位移方程；
[0011]根据齿轮副转动方程、齿轮副平移运动方程和斜齿轮副动态啮合位移方程获得齿轮系统振动响应结果；
[0012]根据振动响应结果获得分岔特性图、振动位移峰值与振动位移均方根值特性图和振动响应特征图。
[0013]所述的减速器齿轮非线性振动分析方法中，所述建立斜齿轮副动态啮合位移方程之后还包括步骤：
[0014]对齿轮副转动方程、齿轮副平移运动方程和斜齿轮副动态啮合位移方程进行无量
纲化处理。
[0015]所述的减速器齿轮非线性振动分析方法中，所述根据齿轮副转动方程、齿轮副平移运动方程和斜齿轮副动态啮合位移方程获得齿轮系统振动响应结果，具体包括：
[0016]通过MATLAB软件对齿轮副转动方程、齿轮副平移运动方程和斜齿轮副动态啮合位移方程进行求解，获得齿轮系统振动响应结果。
[0017]所述的减速器齿轮非线性振动分析方法中，所述静态传递误差方程表示为：
[0018]e
j
(t)＝e
0j
+E
hj
sin(ω
hj
t+φ
hj
)
[0019]其中e
0j
,E
hj
和φ
hj
分别为恒定幅值、幅值和相位角；
[0020]其中齿轮副的激励啮合频率ω
hj
表示为：
[0021][0022]其中Ω
pj
和Z
pj
分别为齿轮的转速和齿数；
[0023]所述时变啮合刚度方程表示为：
[0024]k
mj
(t)＝k
oj
+A
kj
sin(ω
hj
t+φ
kj
)
[0025]其中k
oj
为啮合刚度的平均值，A
kj
为刚度波动幅值，φ
kj
为相位角；
[0026]所述啮合阻尼方程表示为：
[0027][0028]其中r为基圆半径，I为齿轮转动惯量，p表示主动齿轮，g表示从动齿轮；
[0029]所述非线性齿隙函数表示为：
[0030][0031]其中s
j
为啮合齿轮副的半齿侧间隙，x
mj
为啮合点处的相对振动位移；
[0032]所述齿轮副动态啮合力方程表示为：
[0033][0034][0035]其中F
mj
为啮合齿面间的法向载荷，F
pix
,F
piy
,F
piz
,F
gix
,F
giy
,F
giz
分别为啮合力在各坐标轴方向上的分力，α
nj
，β
j
分别为法向压力角和螺旋角。
[0036]所述的减速器齿轮非线性振动分析方法中，所述齿轮副转动方程表示为：
[0037][0038]其中T
D
和T
L
分别为输入扭矩和负载扭矩，K1和C1中间轴刚度和中间轴阻尼；
[0039]所述齿轮副平移运动方程表示为：
[0040][0041]其中m
pj
，m
gj
，I
pj
，I
gj
(j＝1，2)分别为一级和二级齿轮副中主动轮和从动轮的等效质量和转动惯量；c
nj
，k
nj
(n＝x，y，z；j＝1，2，3，4)为各齿轮副在传动过程中各主动轮和从动轮受到的轴承支撑在各轴方向上的等效刚度和阻尼。所述的减速器齿轮非线性振动分析方法中，一级齿轮副等效质量m
g1
和二级齿轮副等效质量m
g2
分别表示为：
[0042][0043]所述的减速器齿轮非线性振动分析方法中，所述斜齿轮副动态啮合位移方程包括一级斜齿轮副动态啮合位移方程和二级斜齿轮副啮合位移方程。
[0044]所述的减速器齿轮非线性振动分析方法中，所述一级斜齿轮副动态啮合位移方程表示为：
[0045][0046]其中α
t1
，β1，R
bp1
，R
bg1
，分别为一级传动中齿轮的端面压力角、螺旋角、主动轮的基圆半径和从动轮的基圆半径，为一级传动的静态传递误差；
[0047]所述二级斜齿轮副动态啮合位移方程表示为：
[0048][0049]其中α
t2
，β2，R
bp2
，R
bg2
，分别为二级传动中齿轮的端面压力角、螺旋角、主动轮的基圆半径和从动轮的基圆半径，为二级传动的静态传递误差。
[0050]本申请还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的减速器齿轮非线性振动分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减速器齿轮非线性振动分析方法，其特征在于，包括以下步骤：建立静态传递误差方程、时变啮合刚度方程、啮合阻尼方程、非线性齿隙函数和齿轮副动态啮合力方程；根据静态传递误差方程、时变啮合刚度方程、啮合阻尼方程、非线性齿隙函数和齿轮副动态啮合力方程获取齿轮副转动方程和齿轮副平移运动方程；建立斜齿轮副动态啮合位移方程；根据齿轮副转动方程、齿轮副平移运动方程和斜齿轮副动态啮合位移方程获得齿轮系统振动响应结果；根据振动响应结果获得分岔特性图、振动位移峰值与振动位移均方根值特性图和振动响应特征图。2.根据权利要求1所述的减速器齿轮非线性振动分析方法，其特征在于，所述建立斜齿轮副动态啮合位移方程之后还包括步骤：对齿轮副转动方程、齿轮副平移运动方程和斜齿轮副动态啮合位移方程进行无量纲化处理。3.根据权利要求1所述的减速器齿轮非线性振动分析方法，其特征在于，所述根据齿轮副转动方程、齿轮副平移运动方程和斜齿轮副动态啮合位移方程获得齿轮系统振动响应结果，具体包括：通过MATLAB软件对齿轮副转动方程、齿轮副平移运动方程和斜齿轮副动态啮合位移方程进行求解，获得齿轮系统振动响应结果。4.根据权利要求1所述的减速器齿轮非线性振动分析方法，其特征在于，所述静态传递误差方程表示为：e
j
(t)＝e
0j
+E
hj
sin(ω
hj
t+φ
hj
)其中e
0j
,E
hj
和φ
hj
分别为恒定幅值、幅值和相位角；其中齿轮副的激励啮合频率ω
hj
表示为：其中Ω
pj
和Z
pj
分别为齿轮的转速和齿数；所述时变啮合刚度方程表示为：k
mj
(t)＝ko
j
+A
kj
sin(ω
hj
t+φ
kj
)其中k
oj
为啮合刚度的平均值，A
kj
为刚度波动幅值，φ
kj
为相位角；所述啮合阻尼方程表示为：其中r为基圆半径，I为齿轮转动惯量，p表示主动齿轮，g表示从动齿轮；所述非线性齿隙函数表示为：
其中s
j
为啮合齿轮副的半齿侧间隙，x
mj
为啮合点处的相对振动位移；所述齿轮副动态啮合力方程表示为：所述齿轮副动态啮合力方程表示为：其中F
mj
为啮合齿面间的法向载荷，F
pix
,F
...

【专利技术属性】
技术研发人员：童林军，廖鸿初，王帝，陈思雨，江兴洋，
申请(专利权)人：佛山职业技术学院，
类型：发明
国别省市：