[发明专利]一种考虑主减速器壳的驱动桥齿轮动力学特性确定方法

摘要

本发明涉及一种考虑主减速器壳的驱动桥齿轮动力学特性计算方法，包括以下步骤1)定义全局坐标系；2)建立轴有限元模型；3)建立非线性轴承模型；4)建立齿轮力学模型；5)建立主减速器壳缩维有限元模型；6)建立驱动桥主减速器齿轮传动系统静力学模型；7)计算静力平衡时的轴承刚度；8)建立驱动桥主减速器齿轮传动系统动力学模型；9)驱动桥主减速器齿轮传动系统固有振动特性计算；10)驱动桥主减速器齿轮动力学特性计算。本发明以有限元方法和模态综合方法建立包含主减速器壳在内的齿轮传动系统动力学模型，考虑主减速器壳与传动系的相互影响，能够准确高效地对考虑主减速器壳影响的驱动桥齿轮动力学特性进行计算。本发明可广泛应用于各种包含壳体的齿轮传动结构的动力学特性计算分析。

主权项

一种考虑主减速器壳的驱动桥齿轮动力学特性确定方法，包括以下步骤：1)定义全局坐标系：对驱动桥主减速器齿轮传动系统的全局坐标系进行定义，作为系统建模的基础；2)建立轴有限元模型：采用考虑剪切应变的欧拉伯努利空间梁单元建立轴的有限元模型；3)建立非线性轴承模型：采用具有耦合非线性刚度特性的轴承单元对滚子轴承进行模拟；4)建立齿轮力学模型：在齿轮等效啮合节点之间建立沿等效啮合力作用线方向的空间弹簧单元，对准双曲面齿轮的啮合关系进行模拟；5)建立主减速器壳缩维有限元模型：采用四节点四面体单元对主减速器壳的几何模型进行网格划分，建立主减速器壳的有限元模型，采用模态综合法获得主减速器壳的缩维刚度矩阵和缩维质量矩阵；6)建立驱动桥主减速器齿轮传动系统静力学模型：用轴承非线性刚度矩阵组集传动系有限元模型刚度矩阵和主减速器壳缩维刚度矩阵，获得完整传动系统的静力学有限元模型；7)计算静力平衡时的轴承刚度：采用牛顿‑拉普森方法迭代求解对应输入转矩下的系统静力学方程，得到静力平衡时的轴承刚度矩阵；8)建立驱动桥主减速器齿轮传动系统动力学模型：以静力平衡时的轴承刚度矩阵作为轴承的线性刚度矩阵，组集传动系有限元模型刚度矩阵和主减速器壳缩维刚度矩阵，以得到整体系统的线性刚度矩阵，以轴的质量矩阵和主减速器壳的缩维质量矩阵，组集得到整体系统的质量矩阵，建立系统动力学模型；9)驱动桥主减速器齿轮传动系统固有振动特性计算：求解系统无阻尼自由振动方程的特征方程的特征根和特征向量，获得系统的振动频率和正则振型；10)驱动桥主减速器齿轮动力学特性计算：先计算齿轮的动态柔度和动态刚度，再计算单位谐波齿轮传动误差激励下系统的动态响应，获得齿轮啮合节点自由度的响应，由齿轮的动态刚度和齿轮啮合节点自由度的响应，求得齿轮的动态啮合力。