(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111265782.8 (22)申请日 2021.10.28 (71)申请人 泰安航天特种车有限公司 地址 271000 山东省泰安市高新 技术产业 开发区中天门大街5 67号 (72)发明人 王新博　张平　刘庆　刘双燕　 赵文明　王迪　姜艳玲　殷永聪　 张玉玺　李青　岳莹莹　徐付蕾　 尤迪　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 代理人 杨琪 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种斜齿圆锥齿轮啮合系统振动特性分析 方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种斜齿圆锥齿轮啮合系统 振动特性分析方法及系统， 该方法包括如下步 骤： 获取正交斜齿圆锥齿轮副的系统参数； 根据 正交斜齿圆锥齿轮副的系统参数得到齿轮间啮 合振动力； 通过分解齿轮间啮合振动力结合剪 力、 弯矩和扭矩平衡方程计算啮合齿轮副的影 响 矩阵； 依据轴段的力学特性建立轴段两端状态向 量的关系式得到轴段的影 响矩阵； 将轴段的影 响 矩阵与啮合齿轮副的影 响矩阵依次相乘， 建立整 个系统的动力学方程； 求解动力学方程， 得到齿 轮系统工作转速范围内的所有临界转速， 利用齿 轮传动系统临界转速， 求解得到齿轮传动系统临 界转速对应的振型。 权利要求书2页 说明书11页 附图5页 CN 114021326 A 2022.02.08 CN 114021326 A 1.一种斜齿圆锥齿轮啮合系统振动特性分析 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 获取正交斜齿圆锥齿轮副的系统参数； 根据正交斜齿圆锥齿轮副的系统参数 得到齿轮间啮合振动力； 通过分解齿轮间啮合振动力结合剪力、 弯矩和扭矩平衡方程计算啮合齿轮副的影响矩 阵； 依据轴段的力学特性建立轴段两端状态向量的关系式得到轴段的影响矩阵； 将轴段的 影响矩阵与啮合齿轮副的影响矩阵依次相乘， 建立整个系统的动力学 方程； 求解动力学方程， 得到齿轮系统工作转速范围内的所有临界转速， 利用齿轮传动系统 临界转速， 求 解得到齿轮传动系统 临界转速对应的振型。 2.如权利要求1所述的一种斜齿圆锥齿轮啮合系统振动特性分析方法， 其特征在于， 所 述系统参数包括 正交斜齿圆锥齿轮副的广义力及位移向量。 3.如权利要求1所述的一种斜齿圆锥齿轮啮合系统振动特性分析方法， 其特征在于， 所 述齿轮间啮合振动力为F＝ k*d， 其中， k 为轮齿刚度， d为两齿轮啮合力方向上的振动位移。 4.如权利要求3所述的一种斜齿圆锥齿轮啮合系统振动特性分析方法， 其特征在于， 所 述两齿轮啮合力方向上的振动位移d的精确表达式为： 其中， xi表示横坐标， Ri表示节圆半径， 表示扭转角， y  i表示纵坐标， δj表示分锥角， θ 表示挠角， zi表示， α 表示压力角， β 表示螺 旋角， 其中i ＝A或B,j＝1或2。 5.如权利要求1所述的一种斜齿圆锥齿轮啮合系统振动特性分析方法， 其特征在于， 所 述啮合振动力的分解具体为： 以啮合力作用点为原 点， 建立直角坐标系， 由两轴交点指向主 动轮大端为Z轴正向， 指向从动轮大端为Y轴正向； 主动轮自转角速度沿Z轴负向， 从动轮自 转角速度沿Y轴正向； 啮合 点处主动轮线速度方向为X轴正向； 主动轮锥 顶角为 δ1， 从动轮锥 顶角为 δ2， 轴角为∑， δ2＝∑‑δ1。 6.如权利要求1所述的一种斜齿圆锥齿轮啮合系统振动特性分析方法， 其特征在于， 所 述剪力、 弯 矩和扭矩 平衡方程分别为对应的齿轮 盘两侧的剪力、 弯 矩和扭矩差 。 7.如权利要求1所述的一种斜齿圆锥齿轮啮合系统振动特性分析方法， 其特征在于， 所 述齿轮盘两侧的剪力差为啮合振动力与齿轮公转离心力径向分量的矢量和； 所述齿轮 盘两侧的弯 矩差为齿轮公转惯性弯 矩与啮合振动力产生的弯 矩的矢量和； 所述齿轮盘两侧的扭矩差为啮合振动力周向分量产生的沿轴向的扭矩与齿轮公转产 生的惯性扭矩的矢量和。 8.一种斜齿圆锥齿轮啮合系统振动特性分析系统， 其特 征在于， 系统参数获取模块， 其被 配置为： 为获取正交斜齿圆锥齿轮副的系统参数； 振动力计算模块， 其被配置为： 根据正交斜齿圆锥齿轮副的系统参数得到齿轮间啮合 振动力； 振动力分解模块， 其被配置为： 通过分解齿轮间啮合振动力结合剪力、 弯矩和扭矩平衡 方程计算啮合齿轮副的影响矩阵； 依据轴段的力学 特性建立轴段两端状态向量的关系式得到轴段的影响矩阵；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114021326 A 2动力学方程构建模块， 其被配置为： 将轴段的影响矩阵与啮合齿轮副的影响矩阵依次 相乘， 建立整个系统的动力学 方程； 振型输出模块， 其被配置为： 求解动力学方程， 得到齿轮系统工作转速范围内的所有临 界转速， 利用齿轮传动系统 临界转速， 求 解得到齿轮传动系统 临界转速对应的振型。 9.一种计算机设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计 算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现权利要求 1‑7任一所述的一种斜齿 圆锥齿轮啮合系统振动特性分析 方法的步骤。 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， 该程序被处理器 执行时实现权利要求1 ‑7任一所述的一种斜齿圆锥齿轮啮合系统振动特性分析方法的步 骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114021326 A 3