基于ADAMS的行星轮系非线性动力学建模方法
专利汇可以提供基于ADAMS的行星轮系非线性动力学建模方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于ADAMS的 行星轮 系非线性动 力 学建模方法，该建模方法在模型中计入了时变 啮合 刚度 、时变啮合阻尼以及相关参数激励，所建模型通用性强，可以做任何工况下的行星轮系的动力学仿真； 齿轮 啮合力的计算结果更为准确，有效地避免了由于建立模型的几何形状的精确性影响到计算结果的准确性，计算速度快， 精度 高。此外，本发明所提供的所建的齿轮啮合力方程适用于不同结构的行星轮系，如固定齿圈的行星轮系、差动行星轮系。，下面是基于ADAMS的行星轮系非线性动力学建模方法专利的具体信息内容。
1.一种基于ADAMS的行星轮系非线性动力学建模方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一：设定行星轮系的建模条件；
步骤二：建模并将建好的模型导入ADAMS中，对模型进行简化，设定环境参数并添加约束、接触力和驱动函数；
步骤三：在太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架的质心建立Marker点Angle_ref，并使各Marker点Z轴的方向与全局坐标系下的Z轴相同，先求各齿轮相对行星架Marker点的Angle_ref的Z轴角位移，再乘以基圆半径获得各齿轮在啮合线上的相对位移方程和相对线速度方程；
步骤四：通过改进势能法获取齿轮时变啮合刚度方程；
步骤五：获取齿轮时变啮合阻尼方程；
步骤六：在ADAMS中修改模型中齿轮接触力，使其值恒为0，根据相对位移方程、相对线速度方程、齿轮时变啮合刚度方程和齿轮时变啮合阻尼方程定义啮合力方程，完成行星轮系非线性动力学建模。
2.如权利要求1所述的基于ADAMS的行星轮系非线性动力学建模方法，其特征在于：步骤六中所述的啮合力方程为：
式(1)中Fspi为行星轮i与太阳轮之间齿合力，kspi为行星轮i与太阳轮之间的时变啮合刚度，xspi为行星轮i与太阳轮在啮合线上的相对位移，cspi为行星轮i与太阳轮之间的时变啮合阻尼， 为行星轮i与太阳轮在啮合线上的相对线速度；
式(1)中kspi通过以下一个方程获取：
或
式(3)为单齿啮合期间，一对齿轮副总的时变啮合刚度；式(4)为两对轮齿同时参与啮合时总的时变啮合刚度；其中kh为赫兹刚度，kb为弯曲刚度，ka为径向压缩刚度，ks为剪切刚度；i＝1时表示第一对轮齿啮合；i＝2时表示第二对轮齿啮合；下标1，2分别表示驱动齿轮与从动齿轮； 和 分别通过以下方程获取：
式(5)～式(8)中：E为弹性模量，L为齿轮轴向厚度，υ为泊松比，α1为啮合点距离齿根d处，啮合线在基圆上的切点与齿轮中心的连线和轮齿对称线的夹角；α为啮合点距离齿根x处，啮合线在基圆上的切点与齿轮中心的连线和轮齿对称线的夹角；α2为基圆与齿廓线交点与齿轮中心间的连线和轮齿对称线所形成的夹角；α5表示当啮合点与齿根圆距离为0时，作用力F与分解力Fb之间的夹角，式中α5通过以下方程组获取：
式(9)中Rr为齿根圆半径，Rb为基圆半径，α4为齿根圆与齿廓线交点与齿轮中心间的连线和轮齿对称线所形成的夹角；
式(1)中xspi通过以下一个方程获取：
或
式(10)中： 分别为太阳轮相对于行星架的角位移和行星轮相对于行星架的角位移，rbs为太阳轮的基圆半径，rbpi为行星轮的基圆半径，
式(1)中cspi通过以下方程获取：
式(12)中：ζ为阻尼比，k为时变啮合刚度，m1、m2分别表示齿轮对中齿轮质量；
式(1)中 通过以下两个方程获取：
或
式(14)中： 和 分别为太阳轮相对行星架线速度及行星轮相对行星架线速度，可以通过相应角速度与基圆半径之积求得；
式(2)中Frpi为行星轮i与内齿圈之间的齿合力，krpi为行星轮i与内齿圈之间的时变啮合刚度，xrpi为行星轮i与太内齿圈在啮合线上的相对位移，crpi为行星轮i与内齿圈之间的时变啮合阻尼， 为行星轮i与内齿圈在啮合线上的相对线速度；
式(2)中krpi通过方程式(3)或(4)获取；
式(2)中xrpi通过以下两种方程获取：
或
式(16)中 和 为齿圈相对于行星架的角位移和行星轮相对于行星架的角位移，rbr为内齿圈的基圆半径，rbpi为行星轮的基圆半径；
式(2)中crpi通过方程(12)获得：
式(2)中 通过以下一个方程获得：
或
式(11)、式(14)、式(16)和式(18)中AZ、WZ分别为角位移函数以及角速度函数；Zs、Zp、Zr分别为太阳轮、行星轮及内齿圈的齿数；α为压力角；m为模数。
3.如权利要求1或2所述的基于ADAMS的行星轮系非线性动力学建模方法，其特征在于：
步骤一中所述建模条件为：
(1)轮系中所有齿轮均为标准渐开线直齿圆柱齿轮；
(2)两齿轮齿坯视为刚体，轮系的输入和输出轴为刚体，不考虑支撑的弹性变形；
(3)轮系中齿轮按标准中心距安装，齿轮节圆与分度圆重合；
(4)不计齿轮误差和齿测间隙。
4.如权利要求1或2所述的基于ADAMS的行星轮系非线性动力学建模方法，其特征在于：
步骤二中所述的接触力选择冲激函数法进行计算。
5.如权利要求3所述的基于ADAMS的行星轮系非线性动力学建模方法，其特征在于：步骤二中所述的接触力选择冲激函数法进行计算。
6.如权利要求1或2所述的基于ADAMS的行星轮系非线性动力学建模方法，其特征在于：
步骤四中所述的改进势能法首先是将模型中的轮齿简化为齿根院上的悬臂梁，储存在啮合齿轮中的势能包括赫兹接触势能Uh、弯曲势能Ub、径向压缩势能Ua和剪切势能Us，通过赫兹接触势能Uh、弯曲势能Ub、径向压缩势能Ua和剪切势能Us计算赫兹刚度kh、弯曲刚度kb、径向压缩刚度ka和剪切刚度ks，总啮合刚度为各刚度的串联形式；各能量与刚度满足以下关系：
式(19)～式(22)中F为啮合点处齿的相互作用力，方向沿啮合线方向，并且是始终与齿廓相交。
7.如权利要求3所述的基于ADAMS的行星轮系非线性动力学建模方法，其特征在于：步骤四中所述的改进势能法首先是将模型中的轮齿简化为齿根院上的悬臂梁，储存在啮合齿轮中的势能包括赫兹接触势能Uh、弯曲势能Ub、径向压缩势能Ua和剪切势能Us，通过赫兹接触势能Uh、弯曲势能Ub、径向压缩势能Ua和剪切势能Us计算赫兹刚度kh、弯曲刚度kb、径向压缩刚度ka和剪切刚度ks，总啮合刚度为各刚度的串联形式；各能量与刚度满足以下关系：
式(19)～式(22)中F为啮合点处齿的相互作用力，方向沿啮合线方向，并且是始终与齿廓相交。
8.如权利要求4所述的基于ADAMS的行星轮系非线性动力学建模方法，其特征在于：步骤四中所述的改进势能法首先是将模型中的轮齿简化为齿根院上的悬臂梁，储存在啮合齿轮中的势能包括赫兹接触势能Uh、弯曲势能Ub、径向压缩势能Ua和剪切势能Us，通过赫兹接触势能Uh、弯曲势能Ub、径向压缩势能Ua和剪切势能Us计算赫兹刚度kh、弯曲刚度kb、径向压缩刚度ka和剪切刚度ks，总啮合刚度为各刚度的串联形式；各能量与刚度满足以下关系：
式(19)～式(22)中F为啮合点处齿的相互作用力，方向沿啮合线方向，并且是始终与齿廓相交。
9.如权利要求5所述的基于ADAMS的行星轮系非线性动力学建模方法，其特征在于：步骤四中所述的改进势能法首先是将模型中的轮齿简化为齿根院上的悬臂梁，储存在啮合齿轮中的势能包括赫兹接触势能Uh、弯曲势能Ub、径向压缩势能Ua和剪切势能Us，通过赫兹接触势能Uh、弯曲势能Ub、径向压缩势能Ua和剪切势能Us计算赫兹刚度kh、弯曲刚度kb、径向压缩刚度ka和剪切刚度ks，总啮合刚度为各刚度的串联形式；各能量与刚度满足以下关系：
式(19)～式(22)中F为啮合点处齿的相互作用力，方向沿啮合线方向，并且是始终与齿廓相交。
基于ADAMS的行星轮系非线性动力学建模方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 八足爬行机器人压力角姿态控制机构 | 2020-05-12 | 849 |
| 具压力角处处相等对数螺线的安全门的低振动树叶吹吸机 | 2020-05-15 | 35 |
| 减小齿轮啸叫的可变压力角齿轮 | 2020-05-12 | 478 |
| 具等压力角对数螺线卡线座的电机的吹吸机 | 2020-05-13 | 233 |
| 具等压力角对数螺线卡线座的电机的吹吸机 | 2020-05-13 | 473 |
| 一种超大压力角传动齿轮挖根加工方法 | 2020-05-13 | 534 |
| 分阶式变压力角渐开线齿轮的数控磨削加工方法 | 2020-05-14 | 795 |
| 负压力角圆锥工作齿面差速锁 | 2020-05-11 | 69 |
| 一种压力角越障除雪铲及制造方法 | 2020-05-11 | 953 |
| 一种压力角越障除雪铲 | 2020-05-13 | 129 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
