[发明专利]一种多级齿轮减速器可靠性虚拟试验方法

权利要求书

1.一种多级齿轮减速器可靠性虚拟试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)利用Pro/E建立多级减速器各零部件的参数化模型；

2)依据所建立的参数化模型，导入LS-DYNA进行虚拟样机仿真试验，模拟多级减速器在多种失效模式下的工作状态，提取出最大工作应力；

3)依据最大工作应力和材料机械性能统计数据，得到各零部件在实际工况下应力和强度数据的分布类型和分布参数值；

4)依据应力和强度数据的分布类型和分布参数值，利用应力-强度干涉模型,获得多级减速器的可靠度。

2.根据权利要求1所述的一种多级齿轮减速器可靠性虚拟试验方法，其特征在于，所述多级减速器包括高速齿轮轴、高速轴系小齿轮、1级齿轮轴、1轴系大齿轮、1轴系小齿轮、2级齿轮轴、2轴系大齿轮、2轴系小齿轮、3级齿轮轴、3轴系大齿轮、高速轴系圆锥滚子轴承、高速轴系双列圆柱滚子轴承、1轴系圆锥滚子轴承、1轴系双列圆柱滚子轴承、2轴系圆锥滚子轴承、2轴系双列圆柱滚子轴承、3轴系圆锥滚子轴承、3轴系滚针轴承。

3.根据权利要求1所述的一种多级齿轮减速器可靠性虚拟试验方法，其特征在于，建立多级减速器各零部件的参数化模型包括：

零件参数化建模：对同类零部件，创建单个零部件的函数曲线、拉伸轮廓、阵列化完成轮廓创建；修改零部件参数完成该类所有零部件参数化建模；

组建参数化建模：新建组件模板区域用于放置装配体，导入一个零件作为基准零件，添加其余零件至装配体中，添加位置关系约束，从而完成装配体的参数化建模。

4.根据权利要求1或2所述的一种多级齿轮减速器可靠性虚拟试验方法，其特征在于，所述多种失效模式为考虑安装误差、制造误差、轴系变形、外载荷影响下的齿轮及轴系参数化建模。

5.根据权利要求4所述的一种多级齿轮减速器可靠性虚拟试验方法，其特征在于，将减速器各零部件的参数化模型导入LS-DYNA显示动力学仿真软件，通过对减速器进行虚拟仿真，得到减速器各零部件的应力云图与动态曲线结果，提取当前失效模式下各零部件的失效区域的最大工作应力。

6.根据权利要求4所述的一种多级齿轮减速器可靠性虚拟试验方法，其特征在于，所述各零部件在实际工况下应力数据的分布类型和分布参数值为：

(1)记录各大、小齿轮的试验最大接触应力，对其分布类型进行检验，确定分布类型，从而确定分布参数及分布参数估计值；

(2)对于各大、小齿轮上的最大弯曲应力，记录其值，对其分布类型进行检验，确定分布类型，从而确定分布参数及分布参数估计值；

(3)对于轴承，其类型均为向心轴承，记录所计算的轴承最大径向动负荷，对其分布类型进行检验，确定分布类型，从而确定分布参数及分布参数估计值。

7.根据权利要求6所述的一种多级齿轮减速器可靠性虚拟试验方法，其特征在于，所述对其分布类型进行检验均为采用K-S检验法或皮尔逊χ²对其分布类型进行检验为正态分布，采用响应面法与Monte Carlo方法确定分布参数。

8.根据权利要求4所述的一种多级齿轮减速器可靠性虚拟试验方法，其特征在于，所述各零部件在实际工况下强度数据的分布类型和分布参数值为：对材料的使用数据进行统计，得到金属材料的分布类型及分布参数值。

9.根据权利要求7或8所述的一种多级齿轮减速器可靠性虚拟试验方法，其特征在于，所述分布参数为均值和标准差。

10.根据权利要求1所述的一种多级减速器可靠性虚拟试验方法，其特征在于，所述的应力-强度干涉模型求可靠度的公式为：

即零部件的强度H均大于应力S的可靠度；

式中，H代表各零部件的强度数据的参数值；S代表各零部件的应力数据的参数估计值；P代表时间发生的概率。