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申请/专利权人：重庆大学

摘要：本发明公开了一种行星轮系内部动态力计算方法，包括以下步骤：S1，输入行星轮系参数与弹流润滑参数；设定运行步长与运行步数；摩擦系数设定为初始摩擦系数；S2，考虑轮齿变形与摩擦激励，基于行星轮系动力学方程，根据行星轮系参数和摩擦系数，计算当前啮合位置的啮合力、齿轮运行速度与曲率半径；S3，考虑轮齿粗糙表面弹流润滑油膜厚度对摩擦系数的影响，计算当前啮合位置的摩擦系数；S4，判断啮合是否结束；如果结束，执行步骤S5；如果没有结束，步骤S3计算的摩擦系数用于更新步骤S2的摩擦系数，更新啮合位置，重复步骤S2和S3，计算下一啮合位置的啮合力和摩擦系数；S5，计算输出啮合过程中各啮合过程的啮合力和摩擦力，记作动态力。

主权项：1.一种行星轮系内部动态力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，输入行星轮系参数与弹流润滑参数；设定运行步长与运行步数；摩擦系数设定为初始摩擦系数；S2，考虑轮齿变形与摩擦激励，基于行星轮系动力学方程，根据行星轮系参数和摩擦系数，计算当前啮合位置的啮合力、齿轮运行速度与曲率半径；S21，计算行星轮系内外啮合时的动态啮合刚度；根据偏心误差计算行星轮-太阳轮位移激励和行星轮-齿圈位移激励；所述步骤S21依照齿轮外啮合单双齿交替规律，计算外啮合时太阳轮与行星轮动态啮合刚度Ksp；依照齿轮内啮合单双齿交替规律，计算内啮合时齿圈与行星轮动态啮合刚度Krp；所述步骤S21将行星轮偏心误差en投影至行星轮-太阳轮啮合线上，计算得到行星轮-太阳轮位移激励esn，将行星轮偏心误差en投影至行星轮-齿圈啮合线上，计算得到行星轮-齿圈位移激励ern；行星轮-太阳轮位移激励esn的计算方式如下所示： 其中，Ψsn指各行星轮与太阳轮的相位差，ωm代表行星轮转速，Zp为行星轮齿数，εn为行星轮理论旋转中心与实际旋转中心的相位差；行星轮-齿圈位移激励ern的计算方式如下所示： 其中，Ψrn指各行星轮与齿圈的相位差；S22，分别计算内外啮合时弯曲变形、轴向压缩变形、剪切变形、基体变形、接触变形在啮合线上的投影；S23，依照行星轮系相位关系，考虑垂直于啮合线的摩擦激励作用，建立行星轮系动力学方程，并使用龙格库塔法数值求解行星轮系动力学方程；S24，判断啮合过程是否完成；若完成，执行步骤S25；若未完成，更新啮合位置，执行步骤S22至S23；S25，通过动力学方程，计算出轮齿形变，依照步骤S21中的动态啮合刚度与阻尼的关系，计算动态啮合力；S3，考虑轮齿粗糙表面弹流润滑油膜厚度对摩擦系数的影响，计算当前啮合位置的摩擦系数；S31，根据当前啮合位置的啮合力和弹流润滑参数，采用载荷平衡方程计算接触区的压力，并将接触区的压力作为接触区迭代的初始油膜压力；S32，运用DC-FFT算法计算初始油膜压力下接触表面的弹性变形，记作接触表面变形v弹x，t；S33，依据初始油膜压力与接触表面变形，计算接触区油膜厚度；将初始油膜压力带入粘度-压力公式和密度-压力公式获得粘度分布和密度分布；S34，基于所述油膜厚度、粘度和密度分布，通过计算雷诺方程，获得第一接触区油膜压力；S35，将第一接触区油膜压力与初始油膜压力作比较，判断第一油膜压力是否满足预设的收敛标准，若满足，执行步骤S37；若不满足，执行步骤S36；S36，应用迭代松弛因子修正第一接触区油膜压力；修正后的第一接触区油膜压力作为初始油膜压力，重复执行步骤S33至S35；S37，依据所述第一接触区油膜压力、油膜厚度和相对滑移速度，计算剪切应力，从而计算摩擦系数；所述步骤S37中剪切应力τx的计算公式如下所示，其中h弹为润滑油膜厚度分布，v弹为接触表面变形，p为油膜压力分布，u1和u2分别为齿轮1、齿轮2啮合点线速度： 则摩擦力Ft的计算公式如下所示：Ft＝∫τxdx摩擦系数μ的计算公式如下所示：μ＝FtFN其中，FN为在齿轮传动过程中沿啮合线的动态载荷；S4，判断啮合是否结束；如果结束，执行步骤S5；如果没有结束，步骤S3计算的摩擦系数用于更新步骤S2的摩擦系数，更新啮合位置，重复步骤S2和S3，计算下一啮合位置的啮合力和摩擦系数；S5，计算输出啮合过程中各啮合位置的啮合力和摩擦力，记作动态力。

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