[发明专利]一种蜗轮蜗杆设计分析方法

说明书

本发明公开了一种蜗轮蜗杆设计分析方法，包括：S1，获取设计的蜗轮蜗杆的原始参数；S2，建立蜗轮蜗杆参数化几何模型并进行装配与运动仿真，模拟真实啮合过程，直至达到配合间隙要求并运动无干涉；S3，将蜗轮蜗杆参数化几何模型导入ANSYS建立有限元分析模型后，对蜗轮蜗杆的啮合状态进行有限元仿真分析，计算出蜗轮蜗杆的齿面接触应力并根据齿面接触应力的分布判定易疲劳区域；S4，将易疲劳区域的齿面接触应力与材料屈服应力进行比较，判断是否合格；若否，转S1进行参数修改，若是，S5，根据Hertz碰撞理论，进行刚体动力学分析，在不同转速下检测并输出在啮合过程中啮合力波动信息；S6，判断啮合力波动信息是否超出波动阈值；若是，转S1进行参数修改。

技术领域

本发明涉及减速器技术领域，特别是涉及一种蜗轮蜗杆设计分析方法。

背景技术

蜗轮蜗杆是实现减速器大减速比的常用关键零件，也是大减速比减速器常发生故障零部件，其故障对减速器的正常工作将产生严重的影响,因此蜗轮蜗杆的良好设计对保证其安全可靠工作，提高大减速比减速器的耐久性和可靠性至关重要。

传统蜗轮蜗杆设计方法中，需要在根据经验设计蜗轮蜗杆后制作样品并测试，出现问题需要进行重新设计，这种设计方法成本高、设计周期长、效率低。有限元方法的广泛应用使得对设计质量的评估变得便捷、多样，可在设计阶段就综合考虑其啮合性能、寿命及可靠性，不断找寻最优设计，提高效率。

目前分析的方法虽然有很多，但如何在设计准确性的基础上，不作过度分析而充分提高设计效率，形成一套规范化、可操作性强、准确性高的流程是现实设计工作中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供了一种蜗轮蜗杆设计分析方法，实现模型设计与分析相关联一体化，避免了模型设计与参数分析的脱节，可有效提高设计准确性，缩短蜗轮蜗杆研发周期，提高效率，降低研发成本。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种蜗轮蜗杆设计分析方法，包括：

S1，获取设计的蜗轮蜗杆的原始参数；

S2，建立蜗轮蜗杆参数化几何模型，并进行装配与运动仿真，模拟真实啮合过程，直至达到配合间隙要求并运动无干涉；

S3，将所述蜗轮蜗杆参数化几何模型导入ANSYS建立有限元分析模型后，对所述蜗轮蜗杆的啮合状态进行有限元仿真分析，计算出所述蜗轮蜗杆齿面接触应力并根据所述齿面接触应力的分布判定易疲劳区域；

S4，将所述易疲劳区域的齿面接触应力与材料屈服应力进行比较，判断是否合格；

若否，转所述S1进行参数修改，若是，S5，根据Hertz碰撞理论，对所述蜗轮蜗杆进行刚体动力学分析，在不同转速下检测并输出所述蜗轮蜗杆在啮合过程中啮合力波动信息；

S6，判断所述啮合力波动信息是否超出波动阈值；

若是，转所述S1进行参数修改。

其中，在所述S6之后，还包括：

S7，所述啮合力波动信息在所述波动阈值内，对所述蜗轮蜗杆进行模态分析获得柔性体，计算所述蜗轮蜗杆的预定阶模态，在确定有效模态后，进行刚柔耦合动力学分析，再次得到所述蜗轮蜗杆的啮合力以及齿根应力。

其中，在所述S7之后，还包括：

S8，将所述刚柔耦合分析计算的啮合力与所述刚体分析计算的结果进行对比判断差值是否在阈值范围内，若是则说明所述蜗轮蜗杆参数化几何模型本阶段合格，否则转所述S1进行参数修改。

其中，在所述S8之后，还包括：