[发明专利]一种齿轮副啮合刚度计算方法及终端设备

说明书

本发明实施例公开了一种齿轮副啮合刚度计算方法，具体地根据齿轮副的基本几何参数和工况参数，对啮合状态下的单齿轮齿进行等分得到多个直齿切片；根据所述基本几何参数和工况参数，计算每个所述直齿切片的荷载、摩擦系数和磨损量；根据所述荷载、所述摩擦系数以及所述磨损量，利用能量法分别计算弯曲刚度、轴向压缩刚度和剪切刚度；根据所述弯曲刚度、所述轴向压缩刚度和所述剪切刚度，计算单齿轮齿刚度；根据所述单齿轮齿刚度计算单对轮齿啮合刚度；根据所述单对轮齿啮合刚度计算齿轮副啮合刚度；从而考虑了摩擦和磨损对斜齿圆柱齿轮副的啮合刚度的影响，精确地计算出了斜齿圆柱齿轮副的啮合刚度。

技术领域

本发明涉及机械传动系统动力学技术领域，尤其涉及一种齿轮副啮合刚度计算方法及终端设备。

背景技术

斜齿轮传动平稳、承载能力强且传动效率高，因此在诸多工业领域被广泛应用。时变啮合刚度是齿轮传动系统主要内部激励源之一，准确获得齿轮实际啮合刚度是开展动力学分析、减振降噪与优化设计的重要前提。齿轮副啮合过程中，齿面上的摩擦、磨损不可避免。目前，啮合刚度计算方法主要考虑磨损对渐开线直齿圆柱齿轮副啮合刚度的影响，针对渐开线斜齿圆柱齿轮副啮合刚度的计算中，忽略了摩擦和磨损对啮合刚度的影响。

发明内容

为了改善现有技术中忽略了摩擦和磨损对渐开线斜齿圆柱齿轮副啮合刚度的影响的问题，本申请实施例的目的在于提供一种齿轮副啮合刚度计算方法、终端设备及可读存储介质。

第一方面，本申请的目的之一在于提供一种齿轮副啮合刚度计算方法，所述方法包括以下步骤：

根据齿轮副的基本几何参数和工况参数，对啮合状态下的单齿轮齿进行等分得到多个直齿切片；

根据所述基本几何参数和工况参数，计算每个所述直齿切片的荷载、摩擦系数和磨损量；

根据所述荷载、所述摩擦系数以及所述磨损量，利用能量法分别计算弯曲刚度、轴向压缩刚度和剪切刚度；

根据所述弯曲刚度、所述轴向压缩刚度和所述剪切刚度，计算单齿轮齿刚度；

根据所述单齿轮齿刚度计算单对轮齿啮合刚度；

根据所述单对轮齿啮合刚度计算齿轮副啮合刚度。

在一种可选的实现方式中，所述根据齿轮副基本几何参数和工况参数，对啮合状态下的单齿轮齿进行等分得到多个直齿切片的步骤，包括：

根据齿轮副的基本几何参数和工况参数，计算所述齿轮副的重合度和啮合周期；

将所述重合度向上取整得到整数重合度，并将所述啮合周期进行等分；

以最小值为0，最大值为所述整数重合度乘以所述啮合周期为时间段，计算所述时间段内每个时刻轮齿对的接触线长度，所述时刻由所述时间段内所述啮合周期等分数量确定；

根据预设切片宽度和所述接触线长度，对单齿轮齿进行等分得到多个直齿切片。

在一种可选的实现方式中，所述直齿切片上的荷载计算公式为：

其中，E′为主从动轮材料的等效弹性模量；

R(i,j)为第i时刻第j个直齿切片啮合点处的综合等效曲率半径；

第i时刻第j个直齿切片上单位长度上的载荷大小f(i，j)可由下式计算：

其中，△y为预设切片宽度，ε_β为齿轮副轴向重合度，β_b为齿轮基圆柱上的螺旋角，F为啮合齿对间的法向荷载，

v(ζ_j(t_i))的计算公式如下：