[发明专利]考虑齿轮啮入冲击的正常单级周转轮系振动唯象建模方法

权利要求书

1.一种考虑齿轮啮入冲击的正常单级周转轮系振动唯象建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)计算周转轮系内部内外啮合产生的冲击力，即行星轮与内齿圈啮合产生的啮入冲击力，以及行星轮与太阳轮啮合产生的啮入冲击力；

步骤2)计算周转轮系内部内外啮合的理论啮合力，即行星轮与内齿圈啮合的理论啮合力，以及行星轮与太阳轮啮合的理论啮合力；

步骤3)根据步骤1)、2)的计算结果，得到对应的冲击系数；

步骤4)考虑齿轮的啮合冲击特性，并与步骤3)中的冲击系数相结合，建立考虑齿轮啮入冲击的正常单级周转轮系振动唯象模型，给出振动响应表达式。

2.根据权利要求1所述的考虑齿轮啮入冲击的正常单级周转轮系振动唯象建模方法，其特征在于，步骤1)的计算过程为：

计算行星轮与太阳轮啮合产生的啮入冲击力F_{s_spi}；

其中，Δv_{n_sp}代表行星轮与太阳轮的相对速度差；b代表齿宽；J_p、J_g分别为太阳轮和行星轮的转动惯量；r_bg'为行星轮的瞬时基圆半径；r_bp为太阳轮的基圆半径；k_{_sp}为行星轮与太阳轮的啮合刚度；

计算行星轮与内齿圈啮合产生的啮入冲击力F_{s_rpi}，

其中，Δv_{n_rp}代表行星轮与内齿圈的相对速度差；b代表齿宽；J_g、J_r分别为行星轮和内齿圈的转动惯量；r_br'为内齿圈的瞬时基圆半径；r_bg为行星轮的基圆半径；k_{_rp}为行星轮与内齿圈的啮合刚度。

3.根据权利要求2所述的考虑齿轮啮入冲击的正常单级周转轮系振动唯象建模方法，其特征在于，所述的步骤2)的计算过程为：

根据齿轮啮合力计算公式，得到行星轮与太阳轮啮合时的理论啮合力F_spi；

其中,T为齿轮转动时的转矩；d_p为太阳轮的节圆直径，

根据齿轮啮合力计算公式，得到行星轮与内齿圈啮合时的理论啮合力F_rpi；

其中，T为齿轮转动时的转矩；d_g为行星轮的节圆直径。

4.根据权利要求3所述的考虑齿轮啮入冲击的正常单级周转轮系振动唯象建模方法，其特征在于，步骤3)的计算过程为：

计算外啮合的冲击系数V_spi；

计算内啮合的冲击系数V_rpi；

5.根据权利要求4所述的考虑齿轮啮入冲击的正常单级周转轮系振动唯象建模方法，其特征在于，步骤4)的具体过程为：

计算单个行星轮与太阳轮啮合时的冲击振动信号v_spi(t)，以及单个行星轮与内齿圈啮合时的冲击振动信号v_rpi(t)；

其中，C_r为冲击振动的衰减系数；mod()为余数函数；ψ_i为第i个行星轮的安装角度；ω_s、ω_c分别为太阳轮和行星架的旋转频率；γ_i为内外啮合之间的相位差；T_m为啮合周期；

对单个行星轮与太阳轮啮合时的冲击振动信号v_spi(t)和单个行星轮与内齿圈啮合时的冲击振动信号v_rpi(t)，加上传递路径函数作用后进行叠加，得到正常单级周转轮系的振动唯象模型的振动响应表达式v(t)；

A_si(t)＝[t+(i-1)T/3]

A_ri(t)＝[t+(i-1)T/3]

式中，N为行星轮个数；A_si(t)为第i个行星轮与太阳轮啮合振动的传递路径函数；A_ri(t)为第i个行星轮与内齿圈啮合振动的传递路径函数。