[发明专利]齿轮箱均载特性计算方法、装置、设备及介质

说明书

本发明一般涉及齿轮箱均载特性分析技术领域，具体涉及考虑多种误差的齿轮箱均载特性计算方法、装置、设备及介质，方法包括：通过误差与齿轮箱动态均载特性模型构建误差参数与均载系数的响应面模型；利用度量得到的误差参数对响应面模型进行降维近似，得到降维响应面模型；计算降维响应面模型的子系统前多阶原点矩；对前多阶原点矩进行再组合，并计算齿轮箱均载特性概率密度分布的四阶矩，得到齿轮箱均载系数。考虑多种误差的齿轮箱均载特性计算方式，使计算得到的均载系数更加接近真实值，能够对齿轮箱进行更准确的均载分析，提高对齿轮箱的工作效率与使用寿命预测的准确性；对响应面模型进行降维，大大减少了计算复杂度，提高了计算效率。

技术领域

本发明一般涉及齿轮箱均载特性分析技术领域，具体涉及考虑多种误差的齿轮箱均载特性计算方法、装置、设备及介质。

背景技术

风能作为一种清洁能源已经在我们日常生产生活中得到了广泛的应用。现有的风力发电设备中均安装有齿轮箱，其中大多使用行星齿轮进行传动。风力发电设备的故障统计数据显示，齿轮箱的故障比例占到大约60%，而齿轮箱产生的故障中大约54%由行星齿轮引起，因此齿轮箱是否具有良好的均载特性将直接影响风力发电设备的工作效率。

齿轮箱具有良好的均载特性是指齿轮箱中整个行星齿轮传动结构中各个行星轮承载的载荷相同，均载特征优劣由齿轮箱的均载系数体现。

现有的计算齿轮箱均载特性的方式中仅考虑少量误差参数对齿轮箱均载特性的影响，导致在均载特性的分析过程中与真实值之间产生较大偏差；在实际应用齿轮箱时若直接将偏差较大的齿轮箱安装至风力发电设备中，则会加速设备磨损老化，进而影响对风力发电设备的工作效率与使用寿命的预测。同时当计算的均载系数样本总量较大时，现有的计算方法计算总量大且计算速率慢导致对齿轮箱的均载特性分析的效率较低。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供考虑多种误差的齿轮箱均载特性计算方法、装置、设备及介质。

第一方面，本发明提供考虑多种误差的齿轮箱均载特性计算方法，包括：

获取多组误差样本；所述误差样本包括：安装误差、制造误差、齿厚误差与齿侧间隙；

对多组所述误差样本进行度量，得到一组误差参数；所述误差参数为多组所述误差样本的参数表达形式；

获取齿轮箱动态均载特性模型；

输入多组所述误差样本至所述齿轮箱动态均载特性模型中，得到均载系数样本；

根据所述误差样本和所述均载系数样本拟合得到响应面模型；

根据所述误差参数对所述响应面模型进行降维近似，得到降维响应面模型；所述降维响应面模型包括多个降维响应面模型子系统；

计算所述降维响应面模型子系统的四阶原点矩，根据所述降维响应面模型子系统的四阶原点矩计算所述降维响应面模型的前多阶原点矩；

对所述前多阶原点矩进行再组合，并计算齿轮箱均载特性概率密度分布的四阶矩；

根据所述四阶矩绘制齿轮箱均载特性概率密度分布曲线。

根据本发明提供的技术方案，所述齿轮箱包括内齿圈与行星轴；

使用集中参数法构建所述齿轮箱动态均载特性模型，具体步骤包括：

根据所述制造误差、安装误差与齿厚误差计算啮合线上的当量啮合误差；

根据所述当量啮合误差与所述齿侧间隙计算内齿圈与行星轴之间的综合啮合误差；

根据所述综合啮合误差、内齿圈和行星轴的振动位移和扭转角度计算啮合形变量；

获取行星轴、内齿圈的啮合均载系数计算公式；

联立所述齿轮箱的内齿圈平移扭转动力学微分方程、行星轴的平移扭转动力学微分方程与均载系数计算公式，得到齿轮箱动态均载特性模型。

根据本发明提供的技术方案，根据所述误差样本和所述均载系数样本拟合得到响应面模型的步骤包括：