一种行星轮系均载分析方法技术

本发明专利技术公开了一种行星轮系均载分析方法。所述方法包括以下步骤：S1，输入行星轮系参数，获取行星轮啮合应变脉冲；行星轮齿序与啮合应变脉冲相映射，构造行星轮啮合脉冲齿序序列；计算行星轮单齿啮合力和等效行星轮综合啮合力，计算行星轮给予行星架的推动力和行星轮的输入功率与输出功率；S2，分析行星轮单齿内外啮合力的波动性和各齿之间内外啮合力脉冲的均匀性；分析各行星轮输入功率与输出功率的波动性，各行星轮之间输入功率与输出功率的均匀性以及极端瞬态行星轮输入功率与输出功率的不均匀性；S3，通过加权的方式，分析步骤S2的分析结果，得到行星轮系均载评价参数。本发明专利技术提供一种瞬态与周期性分析相结合的均载分析方法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
一种行星轮系均载分析方法


[0001]本专利技术涉及机械传动领域，是一种行星轮系均载分析方法。

技术介绍

[0002]行星轮系是机械传动领域的一种重要形式，由于其高功率、高效率、结构紧凑而在机械行业里得到广泛的应用。行星轮系的均载分析是指对行星轮系内部载荷分配情况进行分析。当行星轮系载荷分配不均时，行星轮系很有可能局部过载，严重影响行星轮系寿命。通过分析应变数据，分析行星轮系的均载情况，能够为行星轮系的设计、维护、检修提供充分的数据支持。
[0003]传统的行星轮系均载分析方法，是一种多周期平均载荷分析方法，具有以下缺点：
[0004]1)没有考虑到载荷分配的实时性，瞬态的载荷分配会比周期性载荷分配更加不均匀，导致均载分析不能反映极端情况。
[0005]2)较少考虑到了载荷分配比较均匀的部件，对载荷分配的影响，导致均载分析不全面。
[0006]3)仅考虑了行星轮的均载情况，没有考虑各齿的均载情况，导致个别齿的载荷分配过大在均载分析中没有体现。
[0007]4)往往仅考虑了行星轮与齿圈的均载情况，而假设行星轮与太阳的均载情况与之类似，没有考虑实际试验的复杂性，使均载分析不能完全体现整个行星轮系。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述均载分析不准确的不足，提供一种行星轮系均载分析方法，通过分析处理行星轮应变数据，获取行星轮啮合应变脉冲，并构造行星轮齿序与啮合脉冲映射序列；并分析各齿之间的周期性载荷分配变化与各行星轮之间瞬态与周期性载荷分配变化；通过对载荷分配变化的分析结果加权处理，获取能够真实反映行星轮系内部载荷分配状况的均载分析值。
[0009]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0010]一种行星轮系均载分析方法，包括以下步骤：
[0011]S1，输入行星轮系几何运动参数，并获取行星轮啮合应变脉冲；行星轮齿序与啮合应变脉冲相映射，构造行星轮啮合脉冲齿序序列；并根据行星轮啮合脉冲齿序序列计算行星轮单齿啮合力；根据行星轮单齿啮合力计算等效行星轮综合啮合力，然后计算行星轮给予行星架的推动力和行星轮的输入功率与输出功率；
[0012]S2，根据行星轮单齿啮合力分析行星轮单齿内外啮合力的波动性，和行星轮各齿之间内外啮合力脉冲的均匀性；根据行星轮的输入功率与输出功率分析各行星轮输入功率与输出功率的波动性，各行星轮之间输入功率与输出功率的均匀性以及极端瞬态行星轮输入功率与输出功率的不均匀性；
[0013]S3，通过加权的方式，综合分析步骤S2的分析结果，得到行星轮系均载评价参数。
[0014]优选地，所述步骤S1包括以下步骤：
[0015]S11，输入行星轮系几何运动参数，并获取行星轮啮合应变脉冲；依照行星轮系运动几何关系，将行星轮啮合应变分解为太阳轮与行星轮轮齿啮合应变，和齿圈与行星轮轮齿啮合应变；
[0016]S12，依照行星轮系运动几何关系，计算轮齿啮合脉冲长度，基于轮齿啮合脉冲长度计算轮齿啮合脉冲间隔长度；
[0017]S13，基于轮齿啮合脉冲间隔长度、太阳轮与行星轮轮齿啮合应变和齿圈与行星轮轮齿啮合应变，通过多周期最大值相位分析判断，得到太阳轮与行星轮轮齿啮合脉冲位点t
sp
和齿圈与行星轮轮齿啮合脉冲位点t
rp
；
[0018]S14，基于太阳轮与行星轮轮齿啮合脉冲位点t
sp
和齿圈与行星轮轮齿啮合脉冲位点t
rp
，构造啮合脉冲时序序列和啮合脉冲齿序序列；
[0019]S15，根据啮合脉冲时序序列和啮合脉冲齿序序列计算行星轮单齿啮合力；并依照轮齿单双齿交替啮合规律及行星轮啮合相位关系，计算太阳轮等效行星轮综合啮合力和齿圈等效行星轮综合啮合力；
[0020]S16，依照太阳轮等效行星轮综合啮合力和齿圈等效行星轮综合啮合力计算行星轮给予行星架的推动力，并计算行星轮的输入功率与输出功率。
[0021]优选地，所述步骤S13通过以下步骤查找周期内最大相位的脉冲位点，以得到太阳轮与行星轮轮齿啮合脉冲位点t
sp
和齿圈与行星轮轮齿啮合脉冲位点t
rp
：
[0022]设t
isp
≤T
sp
，t
irp
≤T
rp
[0023]当：
[0024][0025]则：
[0026]t
sp
＝t
asp
[0027]当：
[0028][0029]则：
[0030]t
rp
＝t
brp
；
[0031]其中，t
isp
是太阳轮与第i个行星轮轮齿啮合脉冲位点；t
irp
是齿圈与第i个行星轮轮齿啮合脉冲位点；n值为行星轮的个数；i表示第i个脉冲。
[0032]优选地，所述步骤S2中根据行星轮单齿啮合力分析行星轮单齿内外啮合力的波动性，得到用于评价行星轮i第j齿外啮合力多周期的波动性的第一参数α
zspij
和用于评价行星轮i第j齿内啮合力多周期的波动性的第二参数α
zrpij
；第一参数α
zspij
和第二参数α
zrpij
的计算方式如下所示：
[0033]α
zspij
＝FNA[RMS(θ
zspij
)][0034]α
zrpij
＝FNA[RMS(θ
zrpij
)][0035]其中，FNA为波动分析函数；RMS为求解均方根；θ
zspij
(k)为行星轮i第j齿外啮合力
脉冲序列，θ
zspij
(k)＝{F
zspi
(j，k，：)，k＝1：1：n1}；θ
zrpij
(k)为行星轮i第j齿内啮合力脉冲序列，θ
zrpij
(k)＝{F
zrpi
(j，k，：)，j＝1：1：n1}；n1为行星轮单齿啮合次数，k为θ
zspij
(k)函数的自变量。
[0036]优选地，所述步骤S2中根据行星轮单齿啮合力分析行星轮各齿之间内外啮合力脉冲的均匀性，得到用于评价行星轮i外啮合力脉冲均匀性的第三参数α
zspi
和用于评价行星轮i内啮合力脉冲均匀性的第四参数α
zrpi
；第三参数α
zspi
和第四参数α
zrpi
的计算方式如下所示：
[0037]α
zspi
＝FNA[RMS(θ
zspi
)][0038]α
zrpi
＝FNA[RMS(θ
zrpi
)][0039]其中，θ
zspi
(k)为行星轮i外啮合力脉冲数组，θ
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种行星轮系均载分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，输入行星轮系几何运动参数，并获取行星轮啮合应变脉冲；行星轮齿序与啮合应变脉冲相映射，构造行星轮啮合脉冲齿序序列；并根据行星轮啮合脉冲齿序序列计算行星轮单齿啮合力；根据行星轮单齿啮合力计算等效行星轮综合啮合力，然后计算行星轮给予行星架的推动力和行星轮的输入功率与输出功率；S2，根据行星轮单齿啮合力分析行星轮单齿内外啮合力的波动性，和行星轮各齿之间内外啮合力脉冲的均匀性；根据行星轮的输入功率与输出功率分析各行星轮输入功率与输出功率的波动性，各行星轮之间输入功率与输出功率的均匀性以及极端瞬态行星轮输入功率与输出功率的不均匀性；S3，通过加权的方式，综合分析步骤S2的分析结果，得到行星轮系均载评价参数。2.根据权利要求1所述的行星轮系均载分析方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：S11，输入行星轮系几何运动参数，并获取行星轮啮合应变脉冲；依照行星轮系运动几何关系，将行星轮啮合应变分解为太阳轮与行星轮轮齿啮合应变，和齿圈与行星轮轮齿啮合应变；S12，依照行星轮系运动几何关系，计算轮齿啮合脉冲长度，基于轮齿啮合脉冲长度计算轮齿啮合脉冲间隔长度；S13，基于轮齿啮合脉冲间隔长度、太阳轮与行星轮轮齿啮合应变和齿圈与行星轮轮齿啮合应变，通过多周期最大值相位分析判断，得到太阳轮与行星轮轮齿啮合脉冲位点t
sp
和齿圈与行星轮轮齿啮合脉冲位点t
rp
；S14，基于太阳轮与行星轮轮齿啮合脉冲位点t
sp
和齿圈与行星轮轮齿啮合脉冲位点t
rp
，构造啮合脉冲时序序列和啮合脉冲齿序序列；S15，根据啮合脉冲时序序列和啮合脉冲齿序序列计算行星轮单齿啮合力；并依照轮齿单双齿交替啮合规律及行星轮啮合相位关系，计算太阳轮等效行星轮综合啮合力和齿圈等效行星轮综合啮合力；S16，依照太阳轮等效行星轮综合啮合力和齿圈等效行星轮综合啮合力计算行星轮给予行星架的推动力，并计算行星轮的输入功率与输出功率。3.根据权利要求2所述的行星轮系均载分析方法，其特征在于，所述步骤S13通过以下步骤查找周期内最大相位的脉冲位点，以得到太阳轮与行星轮轮齿啮合脉冲位点t
sp
和齿圈与行星轮轮齿啮合脉冲位点t
rp
：设t
isp
≤T
sp
，t
irp
≤T
rp
当：则：t
sp
＝t
asp
当：
则：t
rp
＝t
brp
；其中，t
isp
是太阳轮与第i个行星轮轮齿啮合脉冲位点；t
irp
是齿圈与第i个行星轮轮齿啮合脉冲位点；n值为行星轮的个数；i表示第i个脉冲。4.根据权利要求1所述的行星轮系均载分析方法，其特征在于，所述步骤S2中根据行星轮单齿啮合力分析行星轮单齿内外啮合力的波动性，得到用于评价行星轮i第j齿外啮合力多周期的波动性的第一参数α
zspij
和用于评价行星轮i第j齿内啮合力多周期的波动性的第二参数α
zrpij
；第一参数α
zspij
和第二参数α
zrpij
的计算方式如下所示：α
zspij
＝FNA[RMS(θ
zspij
)]α
zrpij
＝FNA[RMS(θ
zrpij
)]其中，FNA为波动分析函数；RMS为求解均方根；θ
zspij
(k)为行星轮i第j齿外啮合力脉冲序列，θ
zspij
(k)＝{F
zspi
(i，k，：)，k＝1：1：n1}；θ
zrpij
(k)为行星轮i第j齿内啮合力脉冲序列，θ
zrpij
(k)＝{F
zrpi
(i，k，：)，k＝1：1：n1}；n1为行星轮单齿啮合次数，k为θ
zspij
(k)函数的自变量。5.根据权利要求4所述的行星轮系均载分析方法，其特征在于，所述步骤S2中根据行星轮单齿啮合力分析行星轮各齿之间内外啮合力脉冲的均匀性，得到用于评价行星轮i外啮合力脉冲均匀性的第三参数α
zspi
和用于评价行星轮i内啮合力脉冲均匀性的第四参数α
zrpi
；第三参数α
zspi
和第四参数α
zrpi
的计算方式如下所示：α
zspi
＝FNA[RMS(θ
zspi
)]α
zrpi
＝FNA[RMS(θ
zrpi
)]其中，θ
zspi
(k)为行星轮i外啮合力脉冲数组，θ
zspi
(j)＝{F
zspi
(j，：，：)，j＝1：1：z
p
}；θ...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵毅敏，李慎龙，余文念，李春明，王利明，陈秋原，杜明刚，张铭锴，张珂铭，林伦，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：