专利名称：一种基于变传动比摆线齿锥齿轮动力学建模方法
技术领域：
本发明属于非线性振动理论分析领域，涉及一种克林根贝尔格锥齿轮动力学建模方法，更具体涉及一种基于变传动比摆线齿锥齿轮动力学建模方法。
背景技术：
克林根贝尔格锥齿轮(Klingelnberg Spiral Bevel Gear)作为螺旋锥齿轮的两大齿制之一，具有传动平稳、承载能力高、硬齿面刮削技术等特点，从而特别适用于大功率和大扭矩重载传动领域，是重型高档数控机床、汽车传动系统、航空航天装备等重要领域中的核心传动部件。为了保证齿轮在传动过程中平稳可靠，减小振动和噪声，必须对齿轮传动系统进行动力学分析。有效的建立齿轮啮合数学模型是动力学分析的基础。国内外许多学者对齿轮误差以及动力学特性进行了较广泛而深入的研究，但多数都是考虑将齿轮传动比看成定值不受误差因素影响，即使是针对直齿圆柱齿轮误差对齿轮传动比的影响非常少，而针对克林根贝尔格锥齿轮研究误差对齿轮传动比的影响几乎是空白。研究齿轮误差对齿轮 传动比的影响，能够比较准确的模拟克林根贝尔格锥齿轮系统啮合过程，准确的分析齿轮的非线性动力学特性，同时也能确定误差对齿轮传动平稳性的影响规律，也进而为摆线齿锥齿轮振动控制、降噪和缺陷检测提供基础和依据。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于变传动比摆线齿锥齿轮动力学建模方法，该方法能运用于克林根贝尔格锥齿轮的啮合系统的仿真分析中，能够比较准确的模拟齿轮啮合过程，准确的分析齿轮的非线性动力学特性，同时该方法不仅确定误差对齿轮传动平稳性的影响规律，也进而为摆线齿锥齿轮振动控制、降噪和缺陷检测提供基础和依据。本发明是采用以下技术手段实现的:一种基于变传动比摆线齿锥齿轮动力学建模方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:I)、建立传统的定传动比齿轮动力学模型1.1)考虑到实际中存在齿侧间隙和齿轮误差，基于齿侧间隙和误差函数建立摆线齿锥齿轮副扭转振动数学分析模型Ιμθ + RMrA - rA - ) + R kJ\RA -RA = Tr⑴I ^-RiiCjRfir--e)-RJiJ(Rpep-RA -e) = -Tg (2)式中，IiQ=P或g)为齿轮的转动惯量，Ri (i=p或g)为齿轮的啮合半径，Ti (i=p或g)为齿轮的负载扭矩，Cm为齿轮啮合阻尼，km为齿轮啮合刚度，转角位移Θ p和Θ g代表摆线齿锥齿轮啮合过程中转过的角度，即转角，它们不是独立的；1.2)通常情况下，认为齿轮啮合的传动比是不变的，即不受误差的影响，两个摆线齿锥齿轮的转动角速度是理想的，因此可以得到
权利要求
1.一种基于变传动比摆线齿锥齿轮动力学建模方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: I)、建立传统的定传动比齿轮动力学模型 1.1)考虑到实际中存在齿侧间隙和齿轮误差，基于齿侧间隙和误差函数建立摆线齿锥齿轮副扭转振动数学分析模型
全文摘要
本发明涉及一种基于变传动比摆线齿锥齿轮动力学建模方法，包括将定传动比引入摆线齿锥齿轮的动力学方程中，形成传统的定传动比摆线齿锥齿轮非线性啮合动力学模型；在齿轮啮合过程中，考虑到误差会引起传动比的变化，推导出变传动比的方程；通过变传动比将齿轮误差引入摆线齿锥齿轮的动力学方程中，形成一种新的基于变传动比的摆线齿锥齿轮非线性啮合动力学模型；引入三种常见的齿轮误差，基于传统的摆线齿锥齿轮动力学模型和新方法建立的变传动比摆线齿锥齿轮动力学模型，进行齿轮系统仿真模拟分析。本方法能运用于克林根贝尔格锥齿轮啮合系统的仿真分析中，能够比较准确的模拟齿轮啮合过程和分析齿轮的非线性动力学特性。
文档编号G06F17/50GK103207939SQ20131013694
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月19日 优先权日2013年4月19日
发明者刘志峰, 张志民, 罗兵, 郭春华, 张敬莹, 刘美荣 申请人:北京工业大学