[发明专利]一种三球销-球笼式等速驱动轴轴向派生力的计算方法

权利要求书

1.一种三球销-球笼式等速驱动轴轴向派生力的计算方法，其特征在于，包括步骤如下：

1)、建立某型号三球销-球笼式等速驱动轴的等尺寸三维模型；

2)、在ADAMS中为所述等尺寸三维模型添加约束、选取接触模型、建立三球销-球笼式等速驱动轴的动力学模型；

3)、通过模型中准等速特性表现和球环中心的运动规律表现验证模型的有效性；

4)、在推荐值范围内，依次改变各接触参数的大小，记录动力学模型轴向派生力输出值；

5)、基于该型号某一工况下的轴向派生力试验数据，采用响应面法对接触参数进行优化；

6)、对于接触参数优化后的模型，改变与工况相关的输入参数，通过仿真计算得到相应的轴向派生力结果；

其中，步骤5)中，所述接触参数包括对刚度系数K和力指数s，采用响应面法对刚度系数K和力指数s进行优化，以提升ADAMS模型出入结果对于试验值的准确度，具体包括：通过进行试验设计拟合成二阶响应面近似数学模型，统计回归模型来逼近ADAMS仿真模型，其数学多项式表达式如下：

其中：y为仿真模型轴向派生力输出值；α₀为常数项待定系数；α_i、α_j为一次项待定系数；α_ij为二次项待定系数；x₁＝K(10⁵N/mm),x₂＝s，i,j＝1,2；

编写matlab程序运算拟合相应的结果数据,该输入条件下轴向派生力台架试验值为y₀，则目标优化函数为：

f₁＝(y-y₀)²

整体优化目标函数模型为：

采用MATIAB其工具箱编写目标函数及相关算法，求得(x₁,x₂)的一组优化解。

2.根据权利要求1所述的三球销-球笼式等速驱动轴轴向派生力的计算方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：在CATIA中按照三销节、球笼节和芯轴各零件的真实尺寸，建立1:1的三维模型，建模过程中将球环和三销轴间的一圈滚针简化为厚度等于滚针直径，高度等于滚针长度的圆环柱；去掉卡簧和防尘罩；忽略万向节与芯轴间的花键连接；其中关键尺寸包括三柱槽壳的滑槽半径，滑槽中心线位置半径，三销架销轴直径，球环外表面半径及内孔半径。

3.根据权利要求1所述三球销-球笼式等速驱动轴轴向派生力的计算方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：借助接口软件simdesigner将三维模型无损导入ADAMS中，在ADAMS中对导入的驱动轴三维模型作如下定义：

将万向节各零件均定义为刚体，材料均定义为steel；

忽略球笼节内部的接触作用，将球笼节整体与芯轴间的约束定义为等速副；

采用固定约束固结三销架与芯轴；将滚针与销轴，滚针与球环间的约束定义为旋转副；

将球环外表面与三柱槽壳滑槽间的约束关系定义为接触碰撞力约束；在接触碰撞力模型中，法向接触力采用非线性等效弹簧-阻尼模型，切向接触力采用改进的库伦摩擦模型。