[发明专利]一种准双曲面齿轮失效预测方法、装置、终端及存储介质

权利要求书

1.一种准双曲面齿轮失效预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、采用实体网格单元对主减速器系统零部件进行建立有限元模型；

步骤二、定义有限元模型的材料属性，包括定义材料的弹性模量和泊松比；

步骤三、定义主减速器零部件接触与连接形式，根据主减速器系统实际安装位置对模型进行装配；

步骤四、施加螺栓预紧力；

步骤五、定义边界条件；

步骤六、使用ABAQUS/Standard对有限元模型进行求解计算；

步骤七、结果处理，提取齿面接触压力与齿面相对滑移量结果；

步骤八、计算一个齿完成从啮入到啮出的过程后齿面的磨损量；

步骤九、计算规定循环次数总的齿面磨损深度；

步骤十、将磨损量以齿面节点位移的形式施加到齿轮有限元模型中；

步骤十一、根据步骤五中的边界条件，对磨损后的齿轮模型进行强度分析，使用ABAQUS/Standard对有限元模型进行求解计算，提取齿轮啮合过程中的最大接触压力与最大齿根应力，作为判定齿轮失效位置的依据。

2.根据权利要求1所述的一种准双曲面齿轮失效预测方法，其特征在于，所述步骤一的具体方法如下：

所述主减速器系统零部件中的主动齿轮(1)的轴部分、主减速器左壳体(2)、差速器壳体(6)、从动齿轮(11)轮辐部分和主减速器右壳体(8)采用二阶四面体单元建模；所述主减速器系统零部件中的主动齿轮(1)的齿轮部分、主动齿轮一号轴承(3)、主动齿轮二号轴承(4)、从动齿轮一号轴承(5)、从动齿轮二号轴承(10)、差速器壳体螺栓(9)和减速器壳体螺栓(7)采用一阶六面体单元建模；所述主动齿轮(1)轮齿部分与轴部分采用共节点形式连接；所述从动齿轮(11)齿轮部分与轮辐部分采用共节点形式连接；细化主动齿轮(1)齿轮部分与从动齿轮(11)齿轮部分的网格；

所述步骤三的具体方法如下：

创建主动齿轮一号轴承(3)内圈—主动齿轮(1)、主动齿轮一号轴承外圈(3)—主减速器左壳体(2)、主动齿轮二号轴承(4)内圈—主动齿轮(1)、主动齿轮二号轴承外圈(4)—主减速器左壳体(2)、从动齿轮一号轴承(5)内圈—差速器壳体(6)、从动齿轮一号轴承(5)外圈—主减速器左壳体(2)、从动齿轮二号轴承(10)内圈—从动齿轮(11)、从动齿轮二号轴承(10)外圈—主减速器左壳体(2)、主减速器左壳体(2)—主减速器右壳体(8)、差速器壳体螺栓(9)—从动齿轮(11)、主减速器壳体螺栓(7)—主减速器右壳体(8)、主动齿轮(1)—从动齿轮(11)的接触；将差速器壳体螺栓(9)与差速器壳体(6)连接为一体；主减速器螺栓(7)与主减速器左壳体(2)连接为一体；

创建轴承外圈rbe3单元(15)、主节点连接轴承外圈12内侧节点、从节点选择轴承外圈(12)几何中心点；创建轴承内圈rbe3单元(16)、主节点连接轴承内圈(13)外侧节点，从节点选择轴承内圈(13)几何中心点；创建轴承rbe2单元(14)、主节点选择轴承外圈rbe3单元(15)从节点；从节点选择轴承内圈rbe3单元(16)、轴承rbe2单元(14)约束主节点与从节点除转动自由度外所有自由度；主动齿轮一号轴承(3)、主动齿轮二号轴承(4)、从动齿轮一号轴承(5)与从动齿轮二号轴承(10)均采用相同方式建模。

3.根据权利要求1所述的一种准双曲面齿轮失效预测方法，其特征在于，所述步骤四的具体方法如下：

螺栓预紧力由螺栓预紧力与螺栓拧紧力矩之间的关系式得到，施加到主减速器壳体螺栓(7)与差速器壳体螺栓(9)上；

根据公式(1)、(2)计算得到螺栓预紧力，其中螺栓预紧力的作用方向沿螺栓的轴向；

式中，F₁为主减速器壳体螺栓预紧力；T₁为主减速器壳体螺栓拧紧力矩；K为螺栓拧紧力矩系数；D₁为主减速器壳体螺栓直径；F₂为差速器壳体螺栓预紧力；T₂为差速器壳体螺栓拧紧力矩；D₂为差速器壳体螺栓直径；F₁、F₂为计算量，T₁、T₂、D₁、D₂为已知量，将计算得出的螺栓预紧力施加到每个螺栓上。