一种周转轮系时变传递路径衰减系数校正方法

摘要

一种周转轮系时变传递路径衰减系数校正方法，先分析周转轮系中存在的振动传递路径，忽略时不变传递路径，只考虑时变传递路径对啮合振动的影响；然后采用汉宁窗函数表示时变传递路径对振动信号的调制作用，再分析不同时变传递路径之间的关系，得到行星轮与太阳轮啮合的传递路径函数，利用振动传递过程存在的几何关系，对各振动传递路径衰减系数进行校正，即提供了一种修正后的窗函数来模拟时变传递路径的调制作用，从而提高求解模型响应的精确度。

主权项

一种周转轮系时变传递路径衰减系数校正方法，其特征在于，包括以下步骤：1)分析周转轮系中存在的振动传递路径，忽略时不变传递路径，只考虑时变传递路径对啮合振动的影响；2)采用汉宁窗函数表示时变传递路径对振动信号的调制作用，$\omega \left(t\right)=\frac{1}{2}-\frac{1}{2}cos\left(N_p{\omega }_{c}t\right)---\left(1\right)$式中，N_p表示行星轮的个数，ω_c表示行星架的转速，t表示轮系的运转时间；3)分析不同时变传递路径之间的关系，行星轮‑内齿圈啮合点振动到达传感器的路径长度短，行星轮‑太阳轮啮合点处振动到达传感器的路径长度更长，即存在更大的能量衰减，因此以A_ri(t)代表第i个行星轮与内齿圈啮合的传递路径函数，i＝1,2,...,N_p，以A_si(t)代表第i个行星轮与太阳轮啮合的传递路径函数，则二者之间关系表示为A_si(t)＝kA_ri(t)   (2)式中，k表示能量衰减系数，且k<1；4)将第i个行星轮与太阳轮的啮合振动A_ri(t)表示为关于振动传递距离l_i的函数，令行星轮转过角度θ_i＝mod(ω_ct+ψ_i‑π/N_p,2π)，式中ψ_i是第i个行星轮的初始安装位置，即第i个行星轮中心线距离固定参考位置的夹角，则传递路径距离表示为$l_i=\left\{\begin{array}{c}{\theta }_i{R}_r,0\le {\theta }_i\le \pi \\ (2\pi -{\theta }_i)R_r,\pi \le {\theta }_i\le 2\pi \end{array}\right.---\left(3\right)$式中，l_i表示第i个行星轮与内齿圈啮合点到传感器的距离，R_r表示内齿圈的节圆半径，这样振动信号强度就变成关于路径长度l_i的函数，所以根据式(1)知5)通过简化振动传递几何关系得到衰减系数k的表达式，齿轮啮合振动传递过程中，行星轮与太阳轮啮合点振动比行星轮与内齿圈啮合点振动传递路径更长，L表示长的部分，近似为行星轮的直径，即L＝mZ_p，式中m是行星轮的模数，Z_p是行星轮的齿数，代入式(4)得到衰减系数k的表达式$k=A_{ri}\left(L\right)=\frac{1}{2}-\frac{1}{2}cos(\pi -N_p\frac{2{\mathrm{mZ}}_p}{{\mathrm{mZ}}_r})=\frac{1}{2}+\frac{1}{2}cos\left(2N_p\frac{Z_p}{Z_r}\right)---\left(5\right)$式中，Z_r表示内齿圈的齿数，因此，式(2)写为$A_{si}\left(t\right)=[\frac{1}{2}+\frac{1}{2}cos\left(2N_p\frac{Z_p}{Z_r}\right)]A_{ri}\left(t\right)---\left(6\right)$由式(6)知，如果A_ri(t)对行星轮‑内齿圈啮合点振动调制的幅值为1，则A_si(t)对行星轮‑太阳轮调制的幅值为即针对不同的啮合成分，修正后的调制窗函数被赋予了不同的幅值。