[发明专利]基于六自由度齿轮啮合模型的减速器键合图模型优化方法

权利要求书

1.一种基于六自由度齿轮啮合模型的减速器键合图模型优化方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

S1：根据第一级齿轮副的物理模型，建立六自由度的第一级齿轮副啮合动力学模型；

S2：根据第一级齿轮副啮合动力学模型，建立六自由度的第一级齿轮副键合图模型；

S3：根据第一级齿轮副键合图模型，推导出第一级齿轮副键合图模型的状态方程；

S4：根据减速器的物理模型和第一级齿轮副键合图模型，建立减速器键合图模型；

S5：根据减速器键合图模型，推导出减速器键合图模型的状态方程；

S6：输入仿真参数，对减速器键合图模型的状态方程进行仿真分析，并修正减速器键合图模型，直到减速器键合图模型能够准确反映减速器的动态特性；

其中，步骤S3中，所述第一级齿轮副键合图模型的状态方程为：

式(1)中，e₂₆、e₃₈、e₆₀分别为第一级齿轮副的输入转矩、摩擦力和负载转矩，p₂₇为第一级主动齿轮的角动量，p₃₃和p₄₀分别为第一级主动齿轮x方向和y方向的平动动量，p₄₇和p₅₄分别为第一级从动齿轮x方向和y方向的平动动量，p₆₁为第一级从动齿轮的角动量，q₃₄、q₄₁、q₄₄、q₄₈、q₅₅分别为第34、41、44、48、55键上对应的位移，I₂₇、I₆₁分别为第一级主动齿轮、第一级从动齿轮的转动惯量，I₃₃、I₄₀、I₄₇、I₅₄分别为第33、40、47、54键上对应的质量，C₃₄、C₄₁分别为第一级主动齿轮的x方向和y方向的柔度，C₄₄表示第一级齿轮副的啮合柔度，C₄₈、C₅₅分别为第一级从动齿轮的y方向和x方向的柔度，R₃₅、R₄₂、R₄₅、R₄₉、R₅₆、R₆₂、R₆₃分别为第35、42、45、49、56、62、63键上对应的阻尼，R_p、R_g分别为第一级主动齿轮和第一级从动齿轮的半径，β为第一级主动齿轮与第一级从动齿轮的啮合角，H为第一级主动齿轮与第一级从动齿轮啮合点至节点间的距离，λ₁、λ₂分别为摩擦力作用在第一级主动齿轮和第一级从动齿轮上的方向；

步骤S4中，所述减速器包括用于输入动力的减速器输入轴、用于传递动力的减速器中间轴和用于输出动力的减速器输出轴，所述减速器输入轴和减速器中间轴之间通过第一级齿轮副进行传动，所述减速器中间轴和减速器输出轴之间通过第二级齿轮副进行传动，所述第一级齿轮副包括固套在减速器输入轴上的第一级主动齿轮和固套在减速器中间轴上的第一级从动齿轮，所述第一级主动齿轮与第一级从动齿轮啮合，所述第二级齿轮副包括固套在减速器中间轴上的第二级主动齿轮和固套在减速器输出轴上的第二级从动齿轮，所述第二级主动齿轮与第二级从动齿轮啮合；

步骤S5中，所述减速器键合图模型的状态方程为：

式(2)中，e₆₄、e₇₆、e₉₈分别为第二级齿轮副的输入转矩、摩擦力和负载转矩，p₆₅为第二级主动齿轮的角动量，p₇₁和p₇₈分别为第二级主动齿轮x方向和y方向的平动动量，p₈₅和p₉₂分别为第二级从动齿轮x方向和y方向的平动动量，p₉₉为第二级从动齿轮的角动量，q₇₂、q₇₉、q₈₂、q₈₆、q₉₃分别为第72、79、82、86、93键上对应的位移，I₆₅、I₉₉分别为第二级主动齿轮、第二级从动齿轮的转动惯量，I₇₁、I₇₈、I₈₅、I₉₂分别为第71、78、85、92键上对应的质量，C₇₂、C₇₉分别为第二级主动齿轮的x方向和y方向的柔度，C₈₂表示第二级齿轮副的啮合柔度，C₈₆、C₉₃分别为第二级从动齿轮的y方向和x方向的柔度，R₇₃、R₈₀、R₈₃、R₈₇、R₉₄、R₁₀₀、R₁₀₁分别为第73、80、83、87、94、100、101键上对应的阻尼，q₁₀₂为减速器中间轴上的角位移，C₁₀₂表示减速器中间轴的柔度，R_p’、R_g’分别为第二级主动齿轮和第二级从动齿轮的半径，β’为第二级主动齿轮与第二级从动齿轮的啮合角，H’为第二级主动齿轮与第二级从动齿轮啮合点至节点间的距离，λ₁’、λ₂’分别为摩擦力作用在第二级主动齿轮和第二级从动齿轮上的方向。