一种齿轮间隙磨损判别方法
专利汇可以提供一种齿轮间隙磨损判别方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种 齿轮 间隙磨损判别方法，该方法首先根据齿轮 传动系统 的特点，分别建立无间隙系统和含间隙系统的动 力 学模型；选取滞回模型描述滞回非线性位移，获得系统总体的动力学方程；再对动力学方程进行推导和变换，获得具体的滞回位移表达式，绘制出明确的滞回曲线；根据理论推导得到的滞回曲线，分别对比两种情况下系统的耗能大小，尤其是间隙值大小对滞回曲线的影响；最后在实际 齿轮传动 系统中安装功率测量装置，通过实时的功率测量，观察齿轮系统传动 能量 的损耗，依据能量损耗的程度来判别 齿面 是否间隙过大。本发明能方便地分析齿侧间隙的大小，判别是否因摩擦磨损等因素导致齿侧间隙过大，有效提高齿轮传动系统的可靠性和安全性。，下面是一种齿轮间隙磨损判别方法专利的具体信息内容。
1.一种齿轮间隙磨损判别方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、根据齿轮传动系统特点，分别建立无间隙系统和含间隙系统的动力学模型，将单对啮合齿轮简化成动力学理论计算模型；
步骤2、选取一种经典的滞回模型来描述滞回非线性位移，应用到无间隙系统和含间隙系统的动力学模型中，获得系统总体的动力学方程；
步骤3、对系统动力学方程进行推导和变换，获得非线性滞回位移的表达式和对系统位移的导数，从理论计算上描绘出明确的滞回曲线，从而得到齿轮啮合时的能量损耗大小；
步骤4、根据步骤3得到的能量损耗大小，对比无间隙和含间隙两种情况下系统的能量损耗差异，所述能量损耗差异的对比包括间隙值大小对滞回曲线的影响，从而得到不同间隙值对齿轮传动能量损耗的影响；
步骤5、在实际齿轮传动系统中安装功率测量装置，采集系统信号获得系统输出功率的变化，从而获得实际齿轮运行时的能量损耗大小，由能耗趋势判别是否由于齿侧间隙过大引起的传动效率降低。
2.根据权利要求1所述的一种齿轮间隙磨损判别方法，其特征在于，所述步骤1中：
无间隙系统的动力学模型为：
含间隙系统的动力学模型为：
其中：m表示齿轮的质量，c表示啮合阻尼，z表示非线性滞回位移，F(t)表示齿轮受到的外部激励力，u表示齿轮的啮合位移，表示啮合加速度，表示啮合速度，R(u,z)表示无间隙条件下的齿轮啮合刚度函数，p(u,z)表示有间隙条件下的齿轮啮合刚度函数。
3.根据权利要求1所述的一种齿轮间隙磨损判别方法，其特征在于，所述步骤2中，滞回模型采用Bouc-Wen模型：
其中，z表示非线性滞回位移，表示滞回速度，表示啮合速度，A,β,γ是调节滞回曲线的形状参数，n是控制滞回曲线的光滑性参数。
4.根据权利要求1所述的一种齿轮间隙磨损判别方法，其特征在于，所述步骤2中，无间隙系统的动力学方程为：
R(u,z)＝αku(t)+(1-α)kz(t)
含间隙系统的动力学方程为：
p(u,z)＝{αk[u(t)-ε]+(1-α)k[z(t)-ε]}H(u-ε)
其中，R(u,z)表示无间隙条件下的齿轮啮合刚度函数，p(u,z)表示有间隙条件下的齿轮啮合刚度函数，k表示弹性刚度值，α表示系统中非线性滞回刚度与弹性刚度的比值，ε表示间隙的大小，z表示非线性滞回位移，u表示齿轮的啮合位移，z(t)表示时间t下的非线性滞回位移，u(t)表示时间t下的齿轮的啮合位移，H(u-ε)表示符号函数。
5.根据权利要求1所述的一种齿轮间隙磨损判别方法，其特征在于，所述步骤3中：
对于无间隙系统，推导得到的滞回位移表达式和对系统位移的导数为：
对于含间隙系统，状态方程利用高次级数展开方法，获得滞回位移的二次近似表达式和对系统位移的导数为：
其中，z1表示正向运动过程中的非线性位移，z2表示反向运动过程中的非线性位移，u表示齿轮的啮合位移，ε表示间隙的大小，A,β,γ是调节滞回曲线的形状参数，x表示系统正向运动最远处的啮合位移值，y表示系统正向运动最远处的滞回位移值，dz1/du表示正向运动时滞回位移关于时间的导数，dz2/du表示反向运动时滞回位移关于时间的导数，dz1/du和dz2/du反映了滞回曲线的斜率大小。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种齿轮间隙磨损判别方法，其特征在于，所述步骤
4中，对于含间隙系统的滞回曲线表达式，能进一步调节间隙值的大小，观察滞回曲线随着间隙增大的变化趋势。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种齿轮间隙磨损判别方法，其特征在于，步骤5、在实际齿轮传动系统中安装功率测量装置，采集系统信号获得系统输出功率的变化，获得实际齿轮运行时的能量损耗大小，将其与步骤4中能量损耗计算结果进行对比，可以判断出齿轮的能量损耗程度是否符合间隙过大导致的能量损耗变化规律，而不是运行环境干扰导致的能量损失，从而判别出齿轮是否由于齿面磨损引起间隙过大而导致的能量损耗，使得传动效率降低。
一种齿轮间隙磨损判别方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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