專利名稱：含損傷性單齒故障圓柱直齒輪嚙合剛度仿真分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于齒輪測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種故障齒輪嚙合剛度仿真分析方法，特別是一種基于修正能量法和有限元法的含損傷性單齒故障的圓柱直齒輪時變嚙合剛度的仿真分析方法。

背景技術(shù)：
齒輪是機(jī)械傳動設(shè)備中應(yīng)用最廣泛而且是最容易出現(xiàn)故障的零件之一。齒輪的嚙合剛度對于齒輪傳動的動力學(xué)性能有著顯著影響。時變的嚙合剛度是齒輪傳動系統(tǒng)振動響應(yīng)的主要動態(tài)激勵源之一。輪齒變形與嚙合剛度隨嚙合位置變化規(guī)律的研究是輪齒修形、動態(tài)特性、故障診斷以及壽命預(yù)測等研究的基礎(chǔ)。所以，有必要深入地研究探討故障齒輪的嚙合剛度變化規(guī)律性及其快速有效地仿真分析方法。
能量法和有限元法是目前常用的齒輪嚙合剛度計算方法。能量法基于彈性力學(xué)知識推導(dǎo)出剛度的積分公式，利用數(shù)值計算軟件計算出時變嚙合剛度的數(shù)值解，該方法計算效率較高但是精度和對于故障齒輪嚙合剛度的計算不太理想。有限元法一般是利用有限元分析軟件建立齒輪副接觸有限元模型，通過非線性接觸分析功能計算齒輪的時變嚙合剛度，計算精度較高，但是計算量很大，效率不高。鑒于此，本發(fā)明利用國家標(biāo)準(zhǔn)方法的齒輪平均嚙合剛度計算結(jié)果，先檢驗(yàn)有限元法和能量法的計算誤差，提出基于剛度修正系數(shù)的修正能量法，改進(jìn)能量法的計算精度；再結(jié)合有限元法精確高效地計算損傷性故障齒輪的時變嚙合剛度，本方法對研究損傷性故障圓柱直齒輪系統(tǒng)振動產(chǎn)生與擴(kuò)展機(jī)理及有效的故障診斷技術(shù)有著非常重要的意義。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了精確高效地求解含損傷性單齒故障齒輪副時變嚙合剛度，提出了一種結(jié)合有限元法和修正能量法的齒輪嚙合剛度仿真分析方法，采用此方法仿真計算損傷性單齒故障齒輪的時變嚙合剛度達(dá)到了即保證精度，又提高計算效率的有益效果。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種含損傷性故障圓柱直齒輪嚙合剛度仿真分析方法，包括以下具體步驟 步驟1正常齒輪嚙合剛度仿真計算 步驟1.1用國家標(biāo)準(zhǔn)方法計算齒輪副平均嚙合剛度 選定標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱直齒輪的參數(shù)和材料特性模數(shù)m，齒數(shù)z1、z2，齒輪寬度H，齒輪軸孔半徑r，彈性模量E，泊松比ν，材料密度ρ；使用GB-T3480提供的計算公式 c′＝cthCMCRCB (1) 計算單對齒剛度，其中CM＝0.8為理論修正系數(shù)，CR＝1為輪柸結(jié)構(gòu)系數(shù)，CB＝1為基本齒廓系數(shù)，單對齒剛度的理論值 再由公式cγ＝(0.75εα+0.25)H·c′×106(3) 即可仿真計算出齒輪平均嚙合剛度cγ，(3)式中εα為齒輪端面重合度，有 其中，


α0＝20°為標(biāo)準(zhǔn)壓力角。
步驟1.2用有限元法計算齒輪副時變嚙合剛度 通過在齒輪副有限元模型的接觸面上設(shè)定接觸單元，將這些接觸單元與齒輪副進(jìn)行連接和組裝，建立接觸系統(tǒng)整體平衡方程為 其中 K為總體剛度矩陣，u為節(jié)點(diǎn)位移矩陣，R為對角矩陣，N為單元形函數(shù)，L為算子，λ為節(jié)點(diǎn)處接觸內(nèi)力矩陣。
采用迭代法求解平衡方程，提取出輪齒軸孔節(jié)點(diǎn)的切向位移量uy，則齒輪副的嚙合剛度 式中N1為節(jié)點(diǎn)數(shù)，rb為小齒輪基圓半徑，r為小齒輪軸孔半徑，f為施加在每個軸孔節(jié)點(diǎn)上的切向力。求解(6)式即可求得一個嚙合位置齒輪副的嚙合剛度值。以小齒輪為主動輪，且順時針轉(zhuǎn)動，初始嚙合位置定義為齒輪副剛進(jìn)入雙齒嚙合區(qū)的臨界位置。在齒輪副一個嚙合周期內(nèi)，對于雙齒嚙合區(qū)間和單齒嚙合區(qū)間分別計算nys和nyd個嚙合位置的剛度，第i個嚙合位置對應(yīng)的小齒輪轉(zhuǎn)角位移為θi，嚙合剛度為kθi1，則一個嚙合周期總的平均嚙合剛度為 為了驗(yàn)證有限元法的計算精度，做如下比較 根據(jù)λ的取值不同，以小齒輪基于初始嚙合位置的角位移θ為變量的有限元法最終嚙合剛度仿真結(jié)果可表示為
則雙、單齒嚙合區(qū)間的嚙合剛度平均值cys和cyd可分別表示為 步驟1.3用能量法計算齒輪副時變嚙合剛度 齒輪的嚙合剛度由赫茲剛度kh、彎曲剛度kb、徑向壓縮剛度ka和剪切剛度ks組成。分別可由下列公式求得 其中，i＝1，2分別對應(yīng)于齒輪嚙合時的第一對輪齒和第二對輪齒，α2、α′2分別是小、大齒輪的齒基半角； invα0＝tanα0-α (23) 以上各式中，θ為小齒輪的基于初始嚙合位置的轉(zhuǎn)角位移；則在小齒輪角位移為θ時齒輪副的總嚙合剛度 求解(24)式即可求得齒輪一個嚙合位置的嚙合剛度。在齒輪副一個嚙合周期內(nèi)，雙齒嚙合區(qū)間和單齒嚙合區(qū)間分別計算nns和nnd個嚙合位置的剛度，第i個嚙合位置對應(yīng)的小齒輪轉(zhuǎn)角為θi，嚙合剛度為kθi2，則雙、單齒嚙合區(qū)間的嚙合剛度平均值cns和cnd可分別表示為 一個嚙合周期總的平均嚙合剛度為 步驟2修正能量法的計算結(jié)果 基于步驟1中所得國家標(biāo)準(zhǔn)方法和有限元法的計算結(jié)果，定義并計算出用于修正能量法的單齒嚙合區(qū)間嚙合剛度修正系數(shù)μd和雙齒嚙合區(qū)間嚙合剛度修正系數(shù)μs如下 修正后的正常齒輪任意嚙合位置嚙合剛度為
步驟3齒輪副故障部位的嚙合剛度仿真計算 選定齒輪的損傷性單齒故障的類型和故障特性，建立故障齒輪副的有限元模型，之后采用步驟1中的有限元法仿真計算故障齒輪副在嚙合位置θ的嚙合剛度kθ3；根據(jù)步驟1中λ的取值不同，故障部位的嚙合剛度最終仿真結(jié)果可表示為
因?yàn)閾p傷性單齒故障會影響齒輪副的兩個嚙合周期的嚙合剛度，所以這個步驟中需要計算故障輪齒處于嚙合時的兩個連續(xù)地嚙合周期的嚙合剛度。
步驟4損傷性單齒故障齒輪完整嚙合剛度仿真計算 以初始嚙合的兩對輪齒中左邊的輪齒為基準(zhǔn)，若故障輪齒是逆時針第a個輪齒；小齒輪旋轉(zhuǎn)一周時，齒輪副有z1個嚙合周期；其中在[1，a-1]和[a+2，z1]嚙合周期的嚙合剛度與無故障齒輪的嚙合剛度相同，即采用步驟2中修正能量法所仿真計算的結(jié)果；在第a個和第a+1個嚙合周期的嚙合剛度則因故障輪齒處于嚙合狀態(tài)，所以齒輪副的嚙合剛度采用步驟3中有限元法所仿真計算的結(jié)果；至此，即可得到含損傷性單齒故障齒輪的一個完整周期的嚙合剛度。
本發(fā)明的有益效果是利用國家標(biāo)準(zhǔn)方法的正常齒輪平均嚙合剛度計算結(jié)果，檢驗(yàn)有限元法和能量法的計算精度；并提出了針對能量法的剛度修正系數(shù)，改進(jìn)了能量法的計算結(jié)果精度；再結(jié)合有限元法計算的故障部分齒輪嚙合剛度，進(jìn)而求解出損傷性故障齒輪完整的時變嚙合剛度。該方法綜合了修正能量法的高效性和有限元法的精確性，仿真分析的損傷性故障齒輪時變嚙合剛度為齒輪系統(tǒng)故障的機(jī)理研究提供了準(zhǔn)確、可靠的理論基礎(chǔ)。
下面具體結(jié)合附圖與實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。



圖1是本發(fā)明的工作流程圖； 圖2是本發(fā)明正常齒輪副有限元模型； 圖3是本發(fā)明仿真計算嚙合剛度的APDL程序編制流程圖； 圖4是本發(fā)明有限元法仿真計算正常齒輪嚙合剛度結(jié)果； 圖5是本發(fā)明能量法仿真計算正常齒輪嚙合剛度結(jié)果； 圖6是本發(fā)明修正能量法和有限元法仿真計算正常齒輪嚙合剛度結(jié)果； 圖7是本發(fā)明有限元法仿真計算齒輪齒根裂紋故障部位嚙合剛度結(jié)果； 圖8是本發(fā)明齒根裂紋故障齒輪時變嚙合剛度仿真結(jié)果；
具體實(shí)施例方式 如圖1所示，是本發(fā)明的一種含損傷性單齒故障圓柱直齒輪嚙合剛度仿真分析方法的工作流程圖。具體實(shí)施過程如下 步驟1正常齒輪嚙合剛度仿真計算 步驟1.1用國家標(biāo)準(zhǔn)方法計算齒輪副平均嚙合剛度 選定標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱直齒輪的參數(shù)和材料特性模數(shù)m＝3.175，齒數(shù)z1/z2＝19/48，齒輪厚度H＝16mm，齒輪軸孔半徑r＝20mm，彈性模量E＝6.028Gpa，泊松比v＝0.3，材料密度ρ＝7800kg/m3。利用GB-T 3480提供的計算公式 c′＝cthCMCRCBcosβ 計算單對齒剛度，其中CM＝0.8為理論修正系數(shù)，CR＝1為輪柸結(jié)構(gòu)系數(shù)，CB＝1為基本齒廓系數(shù)，單對齒剛度的理論值 再由公式cγ＝(0.75εα+0.25)H·c′×106 (3) 即可仿真計算出齒輪平均嚙合剛度cγ，(3)式中εα為齒輪端面重合度，有 其中，


α0＝20°為標(biāo)準(zhǔn)壓力角； 本例中計算結(jié)果cγ＝3.12×108N/m。
步驟1.2用有限元法計算齒輪副時變嚙合剛度 利用三維建模軟件SolidWorks建立上述步驟中選定齒輪的三維實(shí)體模型。將其保存為parasolid格式文件。在有限元分析軟件Ansys中通過導(dǎo)入命令導(dǎo)入parasolid格式的齒輪副模型，經(jīng)過材料屬性定義，網(wǎng)格劃分，設(shè)置接觸對，定義約束，添加載荷后建立起齒輪副有限元仿真分析模型，最后設(shè)定分析類型，完成后的齒輪副有限元模型如圖2。接觸系統(tǒng)整體平衡方程為 其中 K為總體剛度矩陣，u為節(jié)點(diǎn)位移矩陣，R為對角矩陣，N為單元形函數(shù)，L為算子，λ為節(jié)點(diǎn)處接觸內(nèi)力矩陣； 采用迭代法求解平衡方程，提取出輪齒軸孔節(jié)點(diǎn)的切向位移量uy，則齒輪副的嚙合剛度 式中Nl為節(jié)點(diǎn)數(shù)，rb為小齒輪基圓半徑，r為小齒輪軸孔半徑，f為施加在每個軸孔節(jié)點(diǎn)上的切向力；求解(6)式即可求得一個嚙合位置齒輪副的嚙合剛度值；以小齒輪為主動輪，且順時針轉(zhuǎn)動，初始嚙合位置定義為齒輪副剛進(jìn)入雙齒嚙合區(qū)的臨界位置；在齒輪副一個嚙合周期內(nèi)，對于雙齒嚙合區(qū)間和單齒嚙合區(qū)間分別計算nys和nyd個嚙合位置的剛度，第i個嚙合位置對應(yīng)的小齒輪轉(zhuǎn)角位移為θi，嚙合剛度為kθi1，則一個嚙合周期總的平均嚙合剛度為 根據(jù)編制上述分析過程編制ansys的APDL程序，并加入循環(huán)結(jié)構(gòu)和后處理計算分析命令，形成APDL計算分析程序，程序流程如圖3所示。運(yùn)行該程序可計算出cy＝3.15×108N/m。
為了驗(yàn)證有限元法的計算精度，做如下比較 所以以小齒輪基于初始嚙合位置的角位移θ為變量的有限元法最終嚙合剛度仿真結(jié)果可表示為 有限元法仿真求解的正常齒輪時變嚙合剛度，如圖4。雙、單齒嚙合區(qū)間的嚙合剛度平均值cys和cyd可分別表示為 步驟1.3用能量法計算齒輪副時變嚙合剛度 齒輪的嚙合剛度由赫茲剛度kh、彎曲剛度kb、徑向壓縮剛度ka和剪切剛度ks組成；分別可由下列公式求得 其中，i＝1，2分別對應(yīng)于齒輪嚙合時的第一對輪齒和第二對輪齒，α2、α’2分別是小、大齒輪的齒基半角； invα0＝tanα0-α (23) 以上各式中，θ為小齒輪的基于初始嚙合位置的轉(zhuǎn)角位移；則在小齒輪角位移為θ時齒輪副的總嚙合剛度 求解(24)式即可求得齒輪一個嚙合位置的嚙合剛度；在齒輪副一個嚙合周期內(nèi)，雙齒嚙合區(qū)間和單齒嚙合區(qū)間分別計算nns和nnd個嚙合位置的剛度，第i個嚙合位置對應(yīng)的小齒輪轉(zhuǎn)角為θi，嚙合剛度為kθi2，則雙、單齒嚙合區(qū)間的嚙合剛度平均值cns和cnd可分別表示為 一個嚙合周期總的平均嚙合剛度為 本實(shí)例中計算結(jié)果cn＝8.84×108N/m。
本實(shí)例中三種方法計算的正常齒輪平均嚙合剛度結(jié)果比較如表1所示。從表中可以明顯知道，有限元法的計算結(jié)果較能量法精確，其與標(biāo)準(zhǔn)方法的誤差為0.9％。而能量法的計算結(jié)果偏大，但因能量法的結(jié)果也能反映時變嚙合剛度的主要特征，而且在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)其計算速度是有限元法的十倍左右。
(將下表從說明書附圖移到了說明書中)好的。
表1正常齒輪嚙合剛度c(108N/m) 步驟2修正能量法的計算結(jié)果 基于步驟1中所得國家標(biāo)準(zhǔn)方法和有限元法的計算結(jié)果，定義并計算出用于修正能量法的單齒嚙合區(qū)間嚙合剛度修正系數(shù)μd和雙齒嚙合區(qū)間嚙合剛度修正系數(shù)μs如下 修正后的正常齒輪任意嚙合位置嚙合剛度為
利用此修正能量法計算的正常齒輪嚙合剛度和有限元法的計算結(jié)果如圖6所示。從圖中可以看出，兩種方法的計算結(jié)果已經(jīng)非常的接近，這充分地說明了修正能量法的有益效果改進(jìn)計算精度的同時，又保持了其計算效率。
步驟3齒輪副故障部位的嚙合剛度仿真計算 本實(shí)例采用了實(shí)際情況中常見的齒根裂紋故障(其它損傷性故障亦適用)，裂紋深度為3mm。利用SolidWorks建立故障齒輪高精度實(shí)體模型，導(dǎo)入ansys，步驟1中的有限元法，劃分網(wǎng)格時采用混合分網(wǎng)的方式劃分有限元網(wǎng)格用切割命令將齒輪的正常部分和故障部分分離，正常部位用體掃掠劃分網(wǎng)格，而有故障部位則用自由網(wǎng)格劃分方法。這樣即能快速簡易地建立故障齒輪副的有限元模型，計算出故障齒輪副在嚙合位置θ的嚙合剛度kθ3；因?yàn)椴襟E1中λ＜1％，所以故障部位的嚙合剛度最終仿真結(jié)果為 因?yàn)閾p傷性單齒故障會影響齒輪副的兩個嚙合周期的嚙合剛度，所以這個步驟中需要計算故障輪齒處于嚙合時的兩個連續(xù)地嚙合周期的嚙合剛度。本實(shí)例有限元法計算齒輪故障部位嚙合剛度結(jié)果如圖7所示。
步驟4損傷性單齒故障齒輪完整嚙合剛度仿真計算 以初始嚙合的兩對輪齒中左邊的輪齒為基準(zhǔn)，故障輪齒是逆時針第2個輪齒；小齒輪旋轉(zhuǎn)一周時，齒輪副有19個嚙合周期；其中在1和[4，19]嚙合周期的嚙合剛度與無故障齒輪的嚙合剛度相同，即采用步驟2中修正能量法所仿真計算的結(jié)果；在第2個和第3個嚙合周期的嚙合剛度則因故障輪齒處于嚙合狀態(tài)，所以齒輪副的嚙合剛度采用步驟3中有限元法所仿真計算的結(jié)果；至此，即可得到含損傷性單齒故障齒輪的一個完整周期的嚙合剛度，如圖8。
本發(fā)明修正了能量法計算齒輪正常部位嚙合剛度的結(jié)果精度，用有限元法計算齒輪故障部位嚙合剛度的結(jié)果，將兩者整合成故障齒輪的完整嚙合剛度，達(dá)到了高效精確的目的。仿真分析的損傷性單齒故障齒輪時變嚙合剛度為齒輪系統(tǒng)故障的機(jī)理研究提供了準(zhǔn)確、可靠的理論基礎(chǔ)。
權(quán)利要求
1.一種含損傷性單齒故障圓柱直齒輪嚙合剛度仿真分析方法，其特征在于，包括以下步驟
步驟1正常齒輪嚙合剛度計算
步驟1.1用國家標(biāo)準(zhǔn)方法計算齒輪副平均嚙合剛度
選定標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱直齒輪的參數(shù)和材料特性模數(shù)m，齒數(shù)z1、z2，齒輪寬度H，齒輪軸孔半徑r，彈性模量E，泊松比v，材料密度ρ；使用GB-T3480提供的計算公式
c′＝cthCMCRCB(1)
計算單對齒剛度，其中CM＝0.8為理論修正系數(shù)，CR＝1為輪柸結(jié)構(gòu)系數(shù)，CB＝1為基本齒廓系數(shù)，單對齒剛度的理論值
再由公式cγ＝(0.75εα+0.25)H·c′×106(3)
即可計算出齒輪平均嚙合剛度cγ，(3)式中εα為齒輪端面重合度，有
其中，
α0＝20°為標(biāo)準(zhǔn)壓力角；
步驟1.2用有限元法計算齒輪副時變嚙合剛度
通過在齒輪副有限元模型的接觸面上設(shè)定接觸單元，將這些接觸單元與齒輪副進(jìn)行連接和組裝，建立接觸系統(tǒng)整體平衡方程為
其中
K為總體剛度矩陣，u為節(jié)點(diǎn)位移矩陣，R為對角矩陣，N為單元形函數(shù)，L為算子，λ為節(jié)點(diǎn)處接觸內(nèi)力矩陣；
采用迭代法求解平衡方程，提取出輪齒軸孔節(jié)點(diǎn)的切向位移量uy，則齒輪副的嚙合剛度
式中N1為節(jié)點(diǎn)數(shù)，rb為小齒輪基圓半徑，f為施加在每個軸孔節(jié)點(diǎn)上的切向力；
以小齒輪為主動輪，且順時針轉(zhuǎn)動，初始嚙合位置定義為齒輪副剛進(jìn)入雙齒嚙合區(qū)的臨界位置；在齒輪副一個嚙合周期內(nèi)，對于雙齒嚙合區(qū)間和單齒嚙合區(qū)間分別計算nys和nyd個嚙合位置的剛度，第i個嚙合位置對應(yīng)的小齒輪轉(zhuǎn)角位移為θi，嚙合剛度為kθi1；一個嚙合周期總的平均嚙合剛度為
為了校準(zhǔn)有限元法的計算精度，做如下比較
根據(jù)λ的取值不同，以小齒輪基于初始嚙合位置的角位移θ為變量的有限元法最終嚙合剛度仿真結(jié)果可表示為
則雙、單齒嚙合區(qū)間的嚙合剛度平均值cys和cyd可分別表示為
步驟1.3用能量法計算齒輪副時變嚙合剛度
齒輪的嚙合剛度由赫茲剛度kh、彎曲剛度kb、徑向壓縮剛度ka和剪切剛度ks組成；分別可由下列公式求得
其中，i＝1，2分別對應(yīng)于齒輪嚙合時的第一對輪齒和第二對輪齒，α2、α′2分別是小、大齒輪的齒基半角；
invα0＝tanα0-α(23)
以上各式中，θ為小齒輪的基于初始嚙合位置的轉(zhuǎn)角位移；則在小齒輪角位移為θ時齒輪副的總嚙合剛度
在齒輪副一個嚙合周期內(nèi)，雙齒嚙合區(qū)間和單齒嚙合區(qū)間分別計算nns和nnd個嚙合位置的剛度，第i個嚙合位置對應(yīng)的小齒輪轉(zhuǎn)角為θi，嚙合剛度為kθi2，則雙、單齒嚙合區(qū)間的嚙合剛度平均值cns和cnd可分別表示為
一個嚙合周期總的平均嚙合剛度為
步驟2修正能量法的計算結(jié)果
基于步驟1中所得國家標(biāo)準(zhǔn)方法和有限元法的計算結(jié)果，定義并計算出用于修正能量法的單齒嚙合區(qū)間嚙合剛度修正系數(shù)μd和雙齒嚙合區(qū)間嚙合剛度修正系數(shù)μs如下
修正后的正常齒輪任意嚙合位置嚙合剛度為
步驟3齒輪副故障部位的嚙合剛度仿真計算
選定齒輪的損傷性單齒故障的類型和故障特性，建立故障齒輪副的有限元模型，之后采用步驟1中的有限元法仿真計算故障齒輪副在嚙合位置θ的嚙合剛度kθ3；根據(jù)步驟1中λ的取值不同，故障部位的嚙合剛度最終仿真結(jié)果可表示為
因?yàn)閾p傷性單齒故障會影響齒輪副的兩個嚙合周期的嚙合剛度，所以這個步驟中需要計算故障輪齒處于嚙合時的兩個連續(xù)地嚙合周期的嚙合剛度；
步驟4損傷性單齒故障齒輪完整嚙合剛度仿真計算
以初始嚙合的兩對輪齒中左邊的輪齒為基準(zhǔn)，若故障輪齒是逆時針第a個輪齒；小齒輪旋轉(zhuǎn)一周時，齒輪副有z1個嚙合周期；其中在[1，a-1]和[a+2，z1]嚙合周期的嚙合剛度與無故障齒輪的嚙合剛度相同，即采用步驟2中修正能量法所仿真計算的結(jié)果；在第a個和第a+1個嚙合周期的嚙合剛度則因故障輪齒處于嚙合狀態(tài)，所以齒輪副的嚙合剛度采用步驟3中有限元法所仿真計算的結(jié)果；至此，即可得到含損傷性單齒故障齒輪的一個完整周期的嚙合剛度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含損傷性單齒故障圓柱直齒輪嚙合剛度仿真分析方法。該方法首先基于有限元法和國家標(biāo)準(zhǔn)方法的平均剛度計算結(jié)果，提出單、雙齒嚙合區(qū)間嚙合剛度修正系數(shù)，用于改進(jìn)能量法計算正常齒輪嚙合剛度的精度。其次，針對齒輪故障部位，結(jié)合三維建模軟件和有限元分析軟件建立損傷性故障齒輪的有限元模型，采用計算機(jī)語言編制仿真計算程序，計算其時變嚙合剛度；最后整合兩部分的計算結(jié)果求解出故障齒輪的完整嚙合剛度。該方法充分綜合了修正能量法和有限元法的優(yōu)勢，既保證了計算精度，又提高了計算效率。應(yīng)用本方法仿真計算的損傷性單齒故障齒輪嚙合剛度可有效地用于齒輪系統(tǒng)的振動響應(yīng)機(jī)理研究。
文檔編號G01M13/02GK101770538SQ20101003417
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者崔玲麗, 張飛斌, 康晨暉, 張乃龍, 張建宇 申請人:北京工業(yè)大學(xué)