[发明专利]一种行星轮系内部动态啮合力和动态摩擦力测试方法

权利要求书

1.一种行星轮系内部动态啮合力测试方法，其特征在于，包括以下步骤；

S1，基于有限元和实验测量的方法分别获取太阳轮和齿圈各啮合位置的齿根在不同大小的压力下的应力情况，得到基于有限元的啮合力-齿根应变曲面和基于实测的啮合力-齿根应变曲面；计算太阳轮和齿圈的啮合周期以及啮合脉冲长度；根据啮合周期与啮合脉冲长度，筛选试验齿根应变有效脉冲；

S2，根据太阳轮和齿圈的基于有限元的啮合力-齿根应变曲面，插值计算各应变片测点的太阳轮和齿圈的基于有限元的等效啮合力矩阵F_ss；

根据基于实测的啮合力-齿根应变曲面，插值计算各应变片测点的太阳轮和齿圈的基于实测的等效啮合力矩阵F_se；

S3，根据太阳轮和齿圈的基于有限元的等效啮合力矩阵F_ss以及基于实测的等效啮合力矩阵F_se，计算太阳轮和齿圈每个测点在完整啮合周期上的综合等效啮合力，太阳轮和齿圈所有测点的综合等效啮合力组成太阳轮和齿圈的综合等效啮合力矩阵F_st。

2.根据权利要求1所述的行星轮系内部动态啮合力测试方法，其特征在于所述步骤S1通过以下步骤获取基于有限元的啮合力-齿根应变曲面：

S111，建立太阳轮和齿圈的有限元模型，设定啮合步长，得到啮合步数n；

S112，从啮合线起点处起，在当前啮合位置建立等效施力物；在当前啮合位置的等效施力物上沿啮合渐开线垂直方向施加的不同大小的压力，标定太阳轮和齿圈的齿根在各压力值下对应的应力大小，获取当前啮合位置的基于有限元的啮合力-齿根应变曲线，啮合力用压力表示，齿根应变用应力表示；

S113，判断是否啮合完成；若啮合完成，执行步骤S114；若没有啮合完成，进入下一个啮合步长，更改啮合位置，执行步骤S112；

S114，连接不同啮合位置的基于有限元的啮合力-齿根应变曲线，形成基于有限元的啮合力-齿根应变曲面。

3.根据权利要求1所述的行星轮系内部动态啮合力测试方法，其特征在于，所述步骤S1通过以下步骤获取基于实测的啮合力-齿根应变曲面：

S121，在太阳轮和齿圈齿根上粘贴应变片，应变片测点数目与行星轮数N一致，每组测点有两个应变片；设定啮合步长，得到啮合步数n；

S122，从啮合线起点处起，在当前啮合位置放置等效施力物；在当前啮合位置的等效施力物上沿啮合渐开线垂直方向施加的不同大小的压力，标定太阳轮和齿圈的测点的一个应变片在各压力值下对应的应力大小，获取当前啮合位置的一个应变片的基于实测的啮合力-齿根应变曲线；

S123，判断是否啮合完成；若啮合完成，执行步骤S124；若没有啮合完成，进入下一个啮合步长，更改啮合位置，执行步骤S122；

S124，连接不同啮合位置的基于实测的啮合力-齿根应变曲线，形成一个应变片的基于实测的啮合力-齿根应变曲面；

S125，该组测点的应变片是否均完成标定；若未完成，将等效施力物上施加力的方向反向，重复步骤S122至S124，获取该测点另一应变片的基于实测的啮合力-齿根应变曲面；若已完成，获得一个测点的两个应变片的基于实测的啮合力-齿根应变曲面，执行步骤S126；

S126，判断所有测点是否标定完成；若所有测点标定完成，执行步骤S127；若测点未标定完成，更改测点，执行步骤S122至S125，对下一测点进行标定；

S127，获取所有应变片的基于实测的啮合力-齿根应变曲面。

4.根据权利要求1所述的行星轮系内部动态啮合力测试方法，其特征在于，所述步骤S2依据实测时受啮合力的齿面方向，选择每个测点中的两个应变片中的一个应变片作为对应应变片；并根据对应应变片的基于实测的啮合力-齿根应变曲面，插值计算各应变片测点的太阳轮和齿圈的基于实测的等效啮合力矩阵F_se。