齿轮接触区仿真分析方法、装置、电子设备和存储介质与流程

    专利2026-07-11  6


    本发明涉及齿轮,具体而言,涉及一种齿轮接触区仿真分析方法、装置、电子设备和存储介质。


    背景技术:

    1、一对齿轮在正常啮合运转条件下,齿面上实际接触的部分,一般称为齿轮接触区。齿轮接触区对齿轮的平稳运转、使用寿命和噪音有直接影响。其中,在齿轮应用于乘用车领域的情况下,纯电乘用车电驱系统使用工况与传动乘用车有明显的差异,在正驱工况下,纯电驱动扭矩响应更加迅速、冲击明显;在反拖工况下,纯电驱动扭矩更大;在倒车工况下,纯电驱动扭矩跨度也更宽。因此,纯电乘用车驱动系统中对电驱减速器的齿轮接触区设计挑战更大,齿轮接触区的设计需考虑更宽扭矩和更宽跨度的稳定性,即整个减速器系统支撑刚度对于扭矩变化的敏感性。

    2、但发明人发现,现有减速器齿轮接触区的仿真分析技术中,对于非中心对称轴齿件,无法综合考虑齿轮各旋转相位的刚度变化,系统模型刚度精度低,无法准确仿真分析出各种工况下的齿轮接触区状态,容易导致齿轮接触区的仿真分析结果与实际试验结果存在较大差异,进而引发较大的齿轮噪声和疲劳失效风险。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种齿轮接触区仿真分析方法、装置、电子设备和存储介质。

    2、为了实现上述目的,本发明实施例采用的技术方案如下:

    3、本发明实施例的第一方面,提供了一种齿轮接触区仿真分析方法,包括:

    4、获取减速器总成系统仿真模型和非中心对称轴齿件的齿件仿真模型;

    5、根据所述齿件仿真模型,确定所述非中心对称轴齿件的轴线相对于齿轮啮合位置的最弱相位、中间相位和最强相位;其中,所述最弱相位表征所述非中心对称轴齿件对相啮合齿轮的支撑刚度最弱时,所述非中心对称轴齿件的轴线相对于齿轮啮合位置的夹角;所述最强相位表征所述非中心对称轴齿件对相啮合齿轮的支撑刚度最强时,所述非中心对称轴齿件的轴线相对于齿轮啮合位置的夹角;所述中间相位位于所述最弱相位和所述最强相位之间;

    6、将所述齿件仿真模型按照最弱相位、中间相位和最强相位分别装配于减速器总成系统仿真模型中,以得到目标减速器总成系统的三组目标仿真模型;

    7、对各目标仿真模型进行仿真分析,得到所述目标减速器总成系统的齿轮接触区分析结果,所述齿轮接触区分析结果包括所述非中心对称轴齿件的齿轮接触区相对于支撑刚度的变化情况。

    8、本发明实施例的第二方面,提供了一种齿轮接触区仿真分析装置,包括:

    9、模型获取模块,被配置为:获取减速器总成系统仿真模型和非中心对称轴齿件的齿件仿真模型;

    10、刚度相位确定模块,被配置为:根据所述齿件仿真模型,确定所述非中心对称轴齿件的轴线相对于齿轮啮合位置的最弱相位、中间相位和最强相位;其中,所述最弱相位表征所述非中心对称轴齿件对相啮合齿轮的支撑刚度最弱时,所述非中心对称轴齿件的轴线相对于齿轮啮合位置的夹角;所述最强相位表征所述非中心对称轴齿件对相啮合齿轮的支撑刚度最强时,所述非中心对称轴齿件的轴线相对于齿轮啮合位置的夹角;所述中间相位位于所述最弱相位和所述最强相位之间;

    11、装配模块,被配置为:将所述齿件仿真模型按照最弱相位、中间相位和最强相位分别装配于减速器总成系统仿真模型中,以得到目标减速器总成系统的三组目标仿真模型;

    12、仿真分析模块,被配置为:对各目标仿真模型进行仿真分析,得到所述目标减速器总成系统的齿轮接触区分析结果,所述齿轮接触区分析结果包括所述非中心对称轴齿件的齿轮接触区相对于支撑刚度的变化情况。

    13、本发明实施例的第三方面,提供了一种电子设备,包括处理器和存储器,所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令,所述处理器可执行所述机器可执行指令以实现上述第一方面提供的齿轮接触区仿真分析方法。

    14、本发明实施例的第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面提供的齿轮接触区仿真分析方法。

    15、本发明实施例提供的齿轮接触区仿真分析方法、装置、电子设备和存储介质,通过将减速器总成系统仿真模型和非中心对称轴齿件的齿件仿真模型分开,并先基于齿件仿真模型来确定非中心对称轴齿件的轴线相对于齿轮拟合位置的相位中,非中心对称轴齿件对相啮合齿轮的支撑刚度最弱时的最弱相位、非中心对称轴齿件对相啮合齿轮的支撑刚度最强时的最强相位、以及位于最弱相位与最强相位之间的中间相位,接着将齿轮仿真模型按照最弱相位、中间相位和最强相位这三个装配位置,分三次进行模型装配到减速器总成系统仿真模型的对应位置中,来得到装配相位不同且相互独立的三组目标仿真模型,即得到不同支撑刚度下的三组目标仿真模型,接着通过对各目标仿真模型进行仿真分析,即可得到不同支撑刚度下的齿轮接触区分析结果,其中通过选取最强相位、最弱相位和中间相位的模型装配关系,可以得到齿轮接触区在支撑刚度最弱和支撑刚度最强的期间的变化情况,实现对非中心对称轴齿件的齿轮多个旋转相位的刚度变化进行综合考虑,能够准确地分析非中心对称轴齿件在不同相位下的齿轮接触区状态,从而提升齿轮接触区分析结果的精度,有利于后续相关人员基于精度较高的齿轮接触区分析结果,为齿轮接触区的设计提供准确的设计输入,进而提高齿轮啮合噪声和疲劳寿命设计精度,降低失效风险。

    16、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。



    技术特征:

    1.一种齿轮接触区仿真分析方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述减速器总成系统仿真模型包括所述非中心对称轴齿件的齿部参数;

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述齿件仿真模型,确定所述非中心对称轴齿件的轴线相对于齿轮啮合位置的最弱相位、中间相位和最强相位的步骤,包括:

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对各目标仿真模型进行仿真分析,得到所述目标减速器总成系统的齿轮接触区分析结果的步骤,包括:

    5.根据权利要求1~4任一项所述的方法,其特征在于,所述非中心对称轴齿件包括一级从动齿轮轮辐,所述齿件仿真模型包括所述一级从动齿轮轮辐的轮辐仿真模型;所述齿轮接触区表征所述一级从动齿轮轮辐与所述目标减速器总成系统中二级从动齿轮之间的啮合接触区。

    6.根据权利要求1~4任一项所述的方法,其特征在于,所述非中心对称轴齿件包括开窗式差速器壳体,所述齿件仿真模型包括所述开窗式差速器壳体的壳体仿真模型;所述齿轮接触区表征套设在所述开窗式差速器壳体外围的齿轮与所述目标减速器总成系统中二级从动齿轮之间的啮合接触区。

    7.根据权利要求1~4任一项所述的方法,其特征在于,所述非中心对称轴齿件包括一级从动齿轮轮辐和开窗式差速器壳体;所述齿件仿真模型包括所述一级从动齿轮轮辐的轮辐仿真模型和所述开窗式差速器壳体的壳体仿真模型;所述齿轮接触区包括所述一级从动齿轮轮辐与所述目标减速器总成系统中二级从动齿轮之间的第一啮合接触区、以及套设在所述开窗式差速器壳体外围的齿轮与所述目标减速器总成系统中二级从动齿轮之间的第二啮合接触区;所述齿轮接触区分析结果包括第一啮合接触区的分析结果、以及第二啮合接触区的分析结果;

    8.一种齿轮接触区仿真分析装置,其特征在于,包括:

    9.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令,所述处理器可执行所述机器可执行指令以实现权利要求1-7任一所述的方法。

    10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。


    技术总结
    本发明实施例提出一种齿轮接触区仿真分析方法、装置、电子设备和存储介质,其中的方法包括:获取减速器总成系统仿真模型和非中心对称轴齿件的齿件仿真模型;根据所述齿件仿真模型,确定所述非中心对称轴齿件的轴线相对于齿轮啮合位置的最弱相位、中间相位和最强相位;将所述齿件仿真模型按照最弱相位、中间相位和最强相位分别装配于减速器总成系统仿真模型中,以得到目标减速器总成系统的三组目标仿真模型;对各目标仿真模型进行仿真分析,得到所述目标减速器总成系统的齿轮接触区分析结果,所述齿轮接触区分析结果包括所述非中心对称轴齿件的齿轮接触区相对于支撑刚度的变化情况。

    技术研发人员:白学斌,于博瑞,金子嵛,郭相坤,张雪峰,范永琦,王男,刘欢,李哲,李伯洋
    受保护的技术使用者:中国第一汽车股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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