[发明专利]一种新能源汽车行星齿轮系不均载系数计算方法

说明书

本发明涉及一种行星齿轮系不均载系数的计算求解方法。一种新能源汽车行星齿轮系不均载系数的计算方法，步骤如下：对由太阳轮、行星齿轮、内齿圈和行星齿轮轴构成行星齿轮系统进行有限元模型的参数化建模；对行星齿轮系统各个模块的有限元模型进行接触定义；将行星齿轮系统各个零部件的制造误差等效计算为行星齿轮的切向综合误差；对行星齿轮系统有限元模型进行边界条件处理，对应力不均载系数进行有限元精确求解。采用本发明，在设计减速器时，不需要引入大量的经验值，能精确确定不均载数值、精确求解减速器系统的强度，使得减速器设计的结构达到最优化，巨大的降低了减速器的设计成本、材料成本和后续减速器的运营的成本，具有巨大的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种行星齿轮系不均载系数的计算方法。

背景技术

行星齿轮系和普通的齿轮传动相比，具有结构紧凑、传递大功率、扭矩质量比大等优点，因此，行星齿轮未来将广泛应用于新能源汽车传动系统中。

为了使得行星齿轮系的功能得到充分的发挥，行星齿轮减速器所传递的扭矩必须比较平均分配到个各个行星齿轮上。但由于行星架、行星齿轮及其轴的制造和装配误差，有些行星齿轮受载大于其额定载荷，导致行星齿轮系统性能产生了较大降低；

为了优化均载性能，需要提高制造精度，但是目前缺乏可以定量计算制造(装配)误差和不均载之间的定量关系的方法。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出一种精确求解行星齿轮系统不均载系数的方法，用在产品开发阶段，可提高产品质量，加快新产品的开发速度。

本发明采用的技术方案：

一种新能源汽车行星齿轮系不均载系数的计算求解方法，步骤如下：

1)对由太阳轮、行星齿轮、内齿圈和行星齿轮轴构成的行星齿轮系统进行高质量有限元模型的参数化建模；

2)对行星齿轮系统各个模块的有限元模型进行接触定义，包括：太阳轮模块和行星齿轮模块的接触定义，行星齿轮模块和内齿圈模块的接触定义，行星齿轮模块和行星齿轮轴模块的接触定义。太阳轮和行星齿轮的接触，行星齿轮和内齿圈的接触，行星齿轮和行星齿轮轴的接触定义：将行星齿轮系统各模块建立一个集合，对集合创建自接触；

3)将行星齿轮系统的各个零部件的制造误差等效计算为行星齿轮(p1)的切向综合误差，

4)对行星齿轮系统有限元模型进行边界条件处理，对应力不均载系数进行有限元精确求解。

将太阳轮的边界条件全部加到其轴孔的所有节点上：太阳轮浮动，约束太阳轮轴线方向的自由度，保留其它自由度；太阳轮受的驱动扭矩为逆时针方向,将输入扭矩等效转化为节点力施加到轴孔的所有节点上；约束行星齿轮的轴线方向自由度；取出内齿圈最外表面的所有节点，并进行全约束；约束行星齿轮(P1)轴以外的所有行星齿轮轴中心的所有节点。

在创建的有限元模型的基础之上，对有限元模型进行求解，得出有限元模型中各个行星齿轮的最大的Von Mise应力s_{no min al-i}；其中i为行星齿轮的编号；

将计算得出的切向综合误差数值，以位移载荷的形式施加到行星齿轮(p1)轴中心的所有节点上，方向为圆O的切向方向，对有限元模型进行求解，取出各个行星齿轮的最大von Mise应力s_peak-i；

定义各个行星齿轮的行星齿轮间应力不均系数为应力比

求出各个行星齿轮的应力比，应力比具体数值即为行星齿轮减速器中的行星齿轮所受实际载荷与额定载荷的比值。

发明有益效果：