【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据分析，特别涉及一种基于花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法。
技术介绍
1、作为机械传动系统的关键部件，轴系通常采用花键进行连接。由于轴系的空间限制，花键通常只能在无润滑的条件下工作，加上花键副齿面间为微动摩擦，摩擦系数远高于滑动摩擦摩擦系数，因此花键副齿面间会产生较大的摩擦力，严重影响花键啮合刚度。随着高端装备的快速发展，对轴系的动力学性能的要求愈发提高，而花键啮合刚度作为花键激励的一个重要来源，对轴系的动力学特性有着显著影响。更重要的是，花键齿面摩擦力在运行过程中方向是不断变化的，不同方向的摩擦力对花键刚度的影响是不同的，如图2所示，摩擦力的不断变化导致花键啮合刚度也是不断变化的，严重影响轴系的动力学特性。
2、目前关于花键啮合刚度计算的研究，大部分均忽略了花键副间微动摩擦的影响，导致其难以准确计算花键啮合刚度。此外，虽然有部分关于齿轮啮合刚度的计算方法考虑了摩擦对齿轮啮合刚度的影响，但是由于齿轮齿面间为滑动摩擦，其采用的也是经典的库伦摩擦力模型计算齿面摩擦力，而花键齿面为微动滑动，不满足库仑摩擦力摩擦的适用条件，因此其无法用于花键啮合力计算。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供了一种基于花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法，用以解决现有技术中由于齿轮齿面间为滑动摩擦，其采用的也是经典的库伦摩擦力模型计算齿面摩擦力，而花键齿面为微动滑动，不满足库仑摩擦力摩擦的适用条件，因此其无法用于花键啮合力计算的问题。
2、一方面，本专利技术
3、根据花键的滑动区域剪切应力和黏着区域剪切应力建立所述花键的齿面的微动摩擦的计算模型；
4、建立内花键单齿和外花键单齿的刚度表征模型；
5、建立所述花键的接触刚度模型；
6、根据所述微动摩擦的计算模型、刚度表征模型和接触刚度模型之间的耦合关系建立所述花键的花键单齿啮合刚度模型;
7、根据所述花键单齿啮合刚度模型计算所述花键的单齿啮合刚度。
8、在一种可能的实现方式中，所述内花键单齿和外花键单齿的刚度表征模型包括弯曲刚度模型、剪切刚度模型和轴向压缩刚度模型。
9、在一种可能的实现方式中，所述根据花键的滑动区域剪切应力和黏着区域剪切应力建立所述花键的齿面的微动摩擦的计算模型是通过mindlin微动摩擦理论建立。
10、在一种可能的实现方式中，所述弯曲刚度模型、剪切刚度模型和轴向压缩刚度模型基于所述微动摩擦的计算模型建立。
11、在一种可能的实现方式中，所述花键的接触刚度模型通过赫兹接触理论建立。
12、在一种可能的实现方式中，所述花键的齿面的微动摩擦的计算模型用于获取所述花键的花键齿轴向分力、弯曲分力和轴向分力产生的弯矩。
13、在一种可能的实现方式中，所述弯曲刚度模型、剪切刚度模型和轴向压缩刚度模型基于势能法建立。
14、本专利技术中的一种基于花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法，具有以下优点：
15、建立考虑花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法。能够更加地准确的描述花键啮合刚度，对轴系动力学性能评估与预测有着重要的意义。
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1.一种基于花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法，其特征在于，所述内花键单齿和外花键单齿的刚度表征模型包括弯曲刚度模型、剪切刚度模型和轴向压缩刚度模型。
3.根据权利要求2所述的一种基于花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法，其特征在于，所述根据花键的滑动区域剪切应力和黏着区域剪切应力建立所述花键的齿面的微动摩擦的计算模型是通过Mindlin微动摩擦理论建立。
4.根据权利要求3所述的一种基于花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法，其特征在于，所述弯曲刚度模型、剪切刚度模型和轴向压缩刚度模型基于所述微动摩擦的计算模型建立。
5.根据权利要求1所述的一种基于花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法，其特征在于，所述花键的接触刚度模型通过赫兹接触理论建立。
6.根据权利要求3所述的一种基于花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法，其特征在于，所述花键的齿面的微动摩擦的计算模型用于获取所述花键的花键齿轴向分力、弯曲分力和轴向分力产生的弯矩
7.根据权利要求4所述的一种基于花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法，其特征在于，所述弯曲刚度模型、剪切刚度模型和轴向压缩刚度模型基于势能法建立。
...【技术特征摘要】
1.一种基于花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法，其特征在于，所述内花键单齿和外花键单齿的刚度表征模型包括弯曲刚度模型、剪切刚度模型和轴向压缩刚度模型。
3.根据权利要求2所述的一种基于花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法，其特征在于，所述根据花键的滑动区域剪切应力和黏着区域剪切应力建立所述花键的齿面的微动摩擦的计算模型是通过mindlin微动摩擦理论建立。
4.根据权利要求3所述的一种基于花键齿面微动摩擦的单齿啮合刚度计算方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘静，李鑫斌，刘建昱，许亚军，潘光，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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