[发明专利]一种行星齿轮箱螺栓分析方法

权利要求书

1.一种行星齿轮箱螺栓分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：建立或修改齿轮箱系统模型，所述齿轮箱系统模型包括壳体模型、行星架模型、齿轮箱轴系模型和齿轮箱外部载荷；

步骤S2：根据所述齿轮箱轴系模型中的齿轮运行过程，指定多个啮合状态，多个所述啮合状态中的齿轮啮合位置不同；

步骤S3：获取所述齿轮箱系统模型中的多个指定节点在多个所述啮合状态下的支反力，每个所述啮合状态下获得的多个所述指定节点的支反力分别构成一组支反力；

步骤S4：建立齿轮箱连接模型，所述齿轮箱连接模型包括连接螺栓、垫片、连接销、前箱体、中箱体、后箱体、一级内齿圈和二级内齿圈的连接模型；

步骤S5：进行有限元分析，在有限元分析过程中，根据步骤S4中得到的连接模型，在有限元分析模型中设置连接方式，所述连接方式包括：所述前箱体与所述一级内齿圈之间为摩擦连接；所述连接螺栓的尾部与所述一级内齿圈之间为绑定连接；所述垫片与所述前箱体之间为摩擦连接；所述连接螺栓的头部与所述垫片之间为摩擦连接；所述连接销分成第一连接段和第二连接段，所述第一连接段与所述一级内齿圈之间为绑定连接，所述第二连接段与所述前箱体之间为摩擦连接；并且，将步骤S3中得到的多组所述支反力依次作为边界条件加载到所述有限元分析模型中，计算得到所述齿轮箱系统模型中的连接螺栓和连接销在每个所述啮合状态下的受力，并计算所述连接螺栓和所述连接销的安全系数和/或疲劳损伤。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮箱螺栓分析方法，其特征在于，还包括步骤S6：若步骤S5中计算得到的所述安全系数和/或疲劳损伤不满足要求，则重复步骤S1至步骤S5，直到步骤S5中计算得到的所述安全系数和/或所述疲劳损伤满足要求为止。

3.根据权利要求1所述的行星齿轮箱螺栓分析方法，其特征在于，步骤S1中，包括：

步骤S11：在三维CAD软件中建立或修改所述壳体模型和行星架模型，利用有限元软件对所述壳体模型和行星架模型进行刚度矩阵提取；

步骤S12：在传动系统分析CAE软件中建立所述齿轮箱轴系模型，施加所述齿轮箱外部载荷，并将步骤S11中提取的刚度导入到所述传动系统分析CAE软件中，完成所述齿轮箱系统模型的建立。

4.根据权利要求1所述的行星齿轮箱螺栓分析方法，其特征在于，所述齿轮箱轴系模型包括变速齿轮、传动轴和轴承，所述变速齿轮包括太阳轮、行星轮和内齿圈。

5.根据权利要求4所述的行星齿轮箱螺栓分析方法，其特征在于，步骤S2中，多个所述啮合状态为其中一个所述行星轮位于不同的预设角度时所述齿轮箱轴系模型所处的啮合状态。

6.根据权利要求1所述的行星齿轮箱螺栓分析方法，其特征在于，步骤S5中的所述有限元分析过程中：

箱体弹性支撑部位上添加刚度约束；

和/或，在所述齿轮箱连接模型中的螺栓上加载预紧力；

和/或,将传动系统分析CAE软件中计算出的支反力加载到有限元模型中。

7.根据权利要求1至6任一项所述的行星齿轮箱螺栓分析方法，其特征在于，所述齿轮箱系统模型为行星齿轮箱系统模型。

8.根据权利要求7所述的行星齿轮箱螺栓分析方法，其特征在于，所述连接螺栓和所述连接销位于所述连接模型中的接合面上。