【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及减速器的，具体涉及一种差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法和系统。
技术介绍
1、对于传统的减速器来说，由于其降速增扭的传动特性，其输出轴必然是整个减速器系统中承受扭矩最大的位置，因此作为输出轴关键部件的差壳与行星轴的强度设计就成为了影响减速器可靠性的关键点之一。目前在设计阶段对于差壳和行星轴的校核一般都是采用理论模型(即名义尺寸模型)，未考虑加工误差带来的影响，但对于一些对加工误差较为敏感的接触配合位置来说，这种单一的名义尺寸模型无法完整的反映出实际零件(公差不可避免)的工况表现。
2、因此如何在设计减速器时，实现对输出轴关键部件的差壳和行星轴进行实际工况表现的分析，是当前需要面临和解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法和系统，以解决现有技术中难以实现对输出轴关键部件的差壳和行星轴进行实际工况表现的分析的技术问题。
2、本专利技术提供了一种差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法，包括：
3、s1、采用减速器中的部件构建3d模型，并导入所述部件的材料参数和性能参数；
4、s2、对所述3d模型进行装配定位和简化，并建立圆柱坐标系c；
5、s3、对所述3d模型网格划分，并针对3d模型的接触区域进行局部网格控制；
6、s4、基于所述减速器的工况状态，对3d模型中部件之间的连接、节点耦合设置，并进行边界约束设置，
7、s5、求解所述有限元求解模型，将所述减速器涉及的外部荷载推算的幅值加载到对应部件；
8、s6、荷载保持不变状态，引入公差因素增加间隙量并执行步骤s5，输出最大等效应力包络和最大第一主应力包络；
9、s7、采用最大等效应力包络和最大第一主应力包络对所述部件进行评价。
10、可选地，所述采用减速器中的部件构建3d模型，并导入所述部件的材料参数和性能参数，包括：
11、采用差壳、行星轴、主减齿轮、行星齿轮、行星垫片、半轴垫片和轴承构建差速器的3d模型，并导入差壳、行星轴、主减齿轮、行星齿轮、行星垫片、半轴垫片和轴承的材料参数和性能参数。
12、可选地，所述对所述3d模型进行装配定位和简化，并建立圆柱坐标系c，包括：
13、对3d模型中的差壳、行星轴、主减齿轮、行星齿轮、行星垫片、半轴垫片和轴承进行装配定位，并将所述轴承的滚子简化为一个内外圈均锥面配合的轴承滚子简化体，以所述差壳的旋转轴为z轴建立圆柱坐标系c。
14、可选地，所述对所述3d模型网格划分，并针对3d模型的接触区域进行局部网格控制，包括：
15、将所述差壳和行星轴的接触区域进行网格细化，分别将所述差壳和行星轴划分为二阶四面体单元，将所述轴承的内圈、轴承滚子简化体、轴承的外圈、行星齿轮的垫片和半轴垫片划分为一阶六面体单元，将主减齿轮和行星齿轮划分为一阶四面体单元。
16、可选地，所述基于所述减速器的工况状态，对3d模型中部件之间的连接、节点耦合设置，包括：
17、将所述差壳与所述主减齿轮在每个螺栓孔位置分别通过刚性单元进行运动耦合连接，并在所述主减齿轮的齿宽中面上的节圆上均布12个加载点，分别以12个所述加载点为主节点与加载点附近的齿面节点通过运动耦合在一起，同时分别将行星齿轮的垫片和半轴齿轮的垫片不与差壳接触的面上的节点通过运动耦合与其各自内圆中心点作为主节点进行耦合。
18、可选地，所述并进行边界约束设置，包括：
19、将所述轴承的外圈的外圆柱面固定约束，所述行星齿轮与半轴齿轮啮合的齿面约束所述圆柱坐标系c下t方向和自由度和r方向的转动自由度，约束所述行星齿轮球面在圆柱坐标系下的r方向的平动自由度。
20、可选地，所述求解所述有限元求解模型，将所述减速器涉及的外部荷载推算的幅值加载到对应部件，包括：
21、分别分析在所述半轴齿轮的垫片耦合的运动耦合的主节点上加载半轴齿轮啮合轴向力fs和行星齿轮的垫片耦合的运动耦合的主节点上加载行星齿轮啮合轴向力fp，所述半轴齿轮啮合轴向力fs和行星齿轮啮合轴向力fp计算公式为：
22、fs＝2t tanαsinδ1/dm1
23、fp＝2t tanαcosδ1/dm1
24、其中，t表示传递扭矩，α表示半轴齿轮法向压力角，δ表示半轴齿轮分锥角，dm1表示半轴齿轮平均分度圆直径；
25、并分析主减齿轮啮合力基于所述圆柱坐标系c下的分量荷载径向力fr、切向力ft和轴向力fz，分别将径向力fr、切向力ft和轴向力fz加载至所述主减齿轮的节圆上的12个所述加载点，所述径向力fr、切向力ft和轴向力fz的计算公式为：
26、ft＝2t/d
27、fr＝2t/d*tanγ/cosβ
28、fz＝2t/d/tanβ
29、其中，d表示主减齿轮节圆直径，γ表示为主减齿轮法向压力角，β表示主减齿轮螺旋角。
30、可选地，所述荷载保持不变状态，引入公差因素增加间隙量并执行步骤s5，包括：
31、在所述行星轴和所述差壳之间的摩擦接触位置分别引入公差因素增加间隙量并执行步骤s5。
32、本专利技术还提供了一种差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析系统，包括：
33、建模模块，用于采用减速器中的部件构建3d模型，并导入所述部件的材料参数和性能参数；
34、装配模块，用于对所述3d模型进行装配定位和简化，并建立圆柱坐标系c；
35、网格划分模块，用于对所述3d模型网格划分，并针对3d模型的接触区域进行局部网格控制；
36、求解模型模块，用于基于所述减速器的工况状态，对3d模型中部件之间的连接、节点耦合设置，并进行边界约束设置，建立有限元求解模型；
37、求解模块，用于求解所述有限元求解模型，将所述减速器涉及的外部荷载推算的幅值加载到对应部件；
38、公差引入模块，用于荷载保持不变状态，引入公差因素增加间隙量并执行步骤s5，输出最大等效应力包络和最大第一主应力包络；
39、评价模块，用于采用最大等效应力包络和最大第一主应力包络对所述部件进行评价。
40、相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
41、将差壳与行星轴配合的公差因素引入到这两个部件的强度校核中，并基于减速器的工况状态，求解减速器中部件在复合作用下的应力结果。相对于一般校核方法，能更为精确的反映部件在实际工作中可能出现的应力状态，而且在结果后处理阶段，对求解的系列结果文件通过批处理的方式按需求以极值包络的方式输出，极大地减少了后处理的工作量。通过复合的评价体系，提高了分析结果的可评价性、全面性，有利于提高部件在理论上的可靠度，并在强度优化方面提供了新的思路，同时也为之提供了理论支撑。...
【技术保护点】
1.一种差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法，其特征在于，所述采用减速器中的部件构建3D模型，并导入所述部件的材料参数和性能参数，包括：
3.如权利要求2所述的差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法，其特征在于，所述对所述3D模型进行装配定位和简化，并建立圆柱坐标系C，包括：
4.如权利要求3所述的差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法，其特征在于，所述对所述3D模型网格划分，并针对3D模型的接触区域进行局部网格控制，包括：
5.如权利要求4所述的差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法，其特征在于，所述基于所述减速器的工况状态，对3D模型中部件之间的连接、节点耦合设置，包括：
6.如权利要求5所述的差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法，其特征在于，所述并进行边界约束设置，包括:
7.如权利要求6所述的差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法，其特征在于，所述求解所述有限元求解模型，将所述减速器涉及的
8.如权利要求7所述的差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法，其特征在于，所述荷载保持不变状态，引入公差因素增加间隙量并执行步骤S5，包括：
9.一种差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法，其特征在于，所述采用减速器中的部件构建3d模型，并导入所述部件的材料参数和性能参数，包括：
3.如权利要求2所述的差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法，其特征在于，所述对所述3d模型进行装配定位和简化，并建立圆柱坐标系c，包括：
4.如权利要求3所述的差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析方法，其特征在于，所述对所述3d模型网格划分，并针对3d模型的接触区域进行局部网格控制，包括：
5.如权利要求4所述的差壳和行星轴在考虑公差状态下的强度分析...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓，唐亚卓，
申请(专利权)人：江苏御传新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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