一种齿轮仿真分析方法、系统以及电子设备与流程

本技术涉及齿轮加工，特别是一种齿轮仿真分析方法、系统以及电子设备。

背景技术：

1、目前，新能源汽车传动箱(混动箱、减速器、变速箱等)传动系统因电机工作转速高，齿轮nvh问题较传统变速箱突出，因此齿轮宏观参数优先采用细高齿设计，通过减小渐开线起始圆到基圆的距离来增加啮合接触线长度，以达到加大齿轮端面重合度、提升齿轮nvh的目的。

2、采用细高齿设计后，虽然能够提高齿轮端面的重合度，但也导致了刀具设计与齿轮加工难度加大，在齿轮参数设计、刀具参数设计不合理的情况下，使得精加工的齿轮nvh问题突出，甚至对齿轮的强度产生影响。

3、因此，亟需一种新的齿轮仿真分析方法。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术实施例提供了一种齿轮仿真分析方法、系统以及电子设备，以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

2、本技术实施例第一方面，提供了一种齿轮仿真分析方法，所述方法包括：

3、获取与待加工齿轮对应的齿轮参数和刀具参数；

4、将所述齿轮参数和所述刀具参数输入预先建立的齿轮仿真分析模型，生成所述待加工齿轮的仿真图形；

5、根据所述待加工齿轮的仿真图形，对所述待加工齿轮进行分析；

6、其中，所述齿轮仿真分析模型是通过如下步骤建立的：

7、分别建立第一坐标系和第二坐标系；

8、根据所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的啮合关系，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的坐标转化关系式；

9、根据所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的坐标转化关系式，建立所述齿轮仿真分析模型。

10、可选地，所述将所述齿轮参数和所述刀具参数输入预先建立的齿轮仿真分析模型，生成所述待加工齿轮的仿真图形，包括：

11、根据所述刀具参数，确定位于所述第一坐标系内的刀具的第一坐标点集，所述第一坐标点集表征所述刀具上的多个目标点的坐标的集合；

12、根据所述坐标转化关系式，将所述第一坐标点集转化为第二坐标点集，所述第二坐标点集表征所述刀具上的各个目标点经过转化后在所述第二坐标系的坐标的集合；

13、根据所述第二坐标点集以及所述齿轮参数，生成所述待加工齿轮的仿真图形。

14、可选地，所述待加工齿轮的仿真图形包括：所述待加工齿轮的粗加工齿轮的仿真图形和精加工齿轮的仿真图形，所述根据所述刀具参数，确定位于所述第一坐标系内的刀具的第一坐标点集，包括：

15、根据第一刀具参数，确定位于所述第一坐标系的刀具的第一粗加工坐标点集，或，根据第二刀具参数，确定位于所述第一坐标系的刀具的第一精加工坐标点集；

16、所述根据所述坐标转化关系式，将所述第一坐标点集转化为第二坐标点集，包括：

17、根据所述坐标转化关系式，将所述第一粗加工坐标点集转化为第二粗加工坐标点集，或，根据所述坐标转化关系式，将所述第一精加工坐标点集转化为第二精加工坐标点集；

18、所述根据所述第二坐标点集以及所述齿轮参数，生成所述待加工齿轮的仿真图形，包括：

19、根据所述第二粗加工坐标点集以及所述齿轮参数，生成所述粗加工齿轮的仿真图形，或，根据所述第二精加工坐标点集以及所述齿轮参数，生成所述精加工齿轮的仿真图形。

20、可选地，所述待加工齿轮的仿真图形包括：所述待加工齿轮的粗加工齿轮的仿真图形和精加工齿轮的仿真图形，所述根据所述待加工齿轮的仿真图形，对所述待加工齿轮进行分析，包括：

21、根据所述粗加工齿轮的仿真图形，确定所述粗加工齿轮的仿真图形的第一齿根过渡圆弧；

22、根据所述精加工齿轮的仿真图形，确定所述精加工齿轮的仿真图形的第二齿根过渡圆弧；

23、根据所述第一齿根过渡圆弧和所述第二齿根过渡圆弧，分析所述精加工齿轮的仿真图形与所述粗加工齿轮的仿真图形之间是否存在齿根台阶。

24、可选地，所述根据所述待加工齿轮的仿真图形，对所述待加工齿轮进行分析，包括：

25、根据所述粗加工齿轮的仿真图形和所述精加工齿轮的仿真图形，确定所述精加工齿轮的仿真图形的渐开线起点和渐开线终点；

26、根据所述齿轮参数，确定所述待加工齿轮的标准渐开线起始圆和标准渐开线终止圆；

27、分析所述精加工齿轮的仿真图形的渐开线起点是否高于所述标准渐开线起始圆，和/或所述精加工齿轮的仿真图形的渐开线终点是否低于所述标准渐开线终止圆。

28、可选地，所述方法还包括：

29、当存在所述精加工齿轮的仿真图形的渐开线起点高于所述标准渐开线起始圆、所述精加工齿轮的仿真图形的渐开线终点低于所述标准渐开线终止圆、所述精加工齿轮的仿真图形与所述粗加工齿轮的仿真图形之间存在齿根台阶中的至少一种情况时，对所述齿轮参数和/或所述刀具参数进行调整。

30、可选地，所述根据所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的啮合关系，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的坐标转化关系式，包括：

31、获取位于所述第一坐标系内的刀具上的第一目标点的坐标；

32、将所述第二坐标系旋转第一角度，并根据所述第一角度，计算所述第一目标点的移动距离；

33、根据所述第一目标点的坐标、所述第一角度以及所述第一目标点的移动距离，确定所述坐标转化关系式。

34、可选地，所述第一目标点为啮合点；所述第一角度是通过如下步骤得到的：

35、根据所述第一坐标系和所述第二坐标系，确定啮合节圆的半径；通过所述第一目标点建立与所述第一坐标系的横坐标轴相交的法线，并确定所述法线与所述横坐标轴的交点与所述第一坐标系的坐标原点的第一距离，以及，所述法线与所述横坐标轴的夹角；

36、根据所述第一距离、所述法线与所述横坐标轴的夹角、所述第一目标点的坐标以及所述啮合节圆的半径，确定所述第一角度。

37、本技术实施例第二方面，提供了一种齿轮仿真分析系统，所述系统包括：

38、获取模块，用于获取与待加工齿轮对应的齿轮参数和刀具参数；

39、仿真图形生成模块，用于将所述齿轮参数和所述刀具参数输入预先建立的齿轮仿真分析模型，生成所述待加工齿轮的仿真图形；

40、分析模块，用于根据所述待加工齿轮的仿真图形，对所述待加工齿轮进行分析；

41、其中，所述齿轮仿真分析模型包括如下模块：

42、坐标系建立模块，用于分别建立第一坐标系和第二坐标系；

43、坐标转化关系式确定模块，用于根据所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的啮合关系，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的坐标转化关系式；

44、模型建立模块，用于根据所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的坐标转化关系式，建立所述齿轮仿真分析模型。

45、可选地，所述将所述齿轮参数和所述刀具参数输入预先建立的齿轮仿真分析模型，生成所述待加工齿轮的仿真图形，所述仿真图形生成模块，包括：

46、第一确定子模块，用于根据所述刀具参数，确定位于所述第一坐标系内的刀具的第一坐标点集，所述第一坐标点集表征所述刀具上的多个目标点的坐标的集合；

47、转化子模块，用于根据所述坐标转化关系式，将所述第一坐标点集转化为第二坐标点集，所述第二坐标点集表征所述刀具上的各个目标点经过转化后在所述第二坐标系的坐标的集合；

48、生成子模块，用于根据所述第二坐标点集以及所述齿轮参数，生成所述待加工齿轮的仿真图形。

49、可选地，所述待加工齿轮的仿真图形包括：所述待加工齿轮的粗加工齿轮的仿真图形和精加工齿轮的仿真图形，所述根据所述刀具参数，确定位于所述第一坐标系内的刀具的第一坐标点集，所述第一确定子模块，包括：

50、第一确定子单元，用于根据第一刀具参数，确定位于所述第一坐标系的刀具的第一粗加工坐标点集，或，

51、第二确定子单元，用于根据第二刀具参数，确定位于所述第一坐标系的刀具的第一精加工坐标点集；

52、所述根据所述坐标转化关系式，将所述第一坐标点集转化为第二坐标点集，所述转化子模块，包括：

53、第一转化子单元，用于根据所述坐标转化关系式，将所述第一粗加工坐标点集转化为第二粗加工坐标点集，或，

54、第二转化子单元，根据所述坐标转化关系式，将所述第一精加工坐标点集转化为第二精加工坐标点集；

55、所述根据所述第二坐标点集以及所述齿轮参数，生成所述待加工齿轮的仿真图形，所述生成子模块，包括：

56、第一生成子单元，用于根据所述第二粗加工坐标点集以及所述齿轮参数，生成所述粗加工齿轮的仿真图形，或，

57、第二生成子单元，用于根据所述第二精加工坐标点集以及所述齿轮参数，生成所述精加工齿轮的仿真图形。

58、可选地，所述待加工齿轮的仿真图形包括：所述待加工齿轮的粗加工齿轮的仿真图形和精加工齿轮的仿真图形，所述根据所述待加工齿轮的仿真图形，对所述待加工齿轮进行分析，所述分析模块，包括：

59、第二确定子模块，用于根据所述粗加工齿轮的仿真图形，确定所述粗加工齿轮的仿真图形的第一齿根过渡圆弧；

60、第三确定子模块，用于根据所述精加工齿轮的仿真图形，确定所述精加工齿轮的仿真图形的第二齿根过渡圆弧；

61、第一分析子模块，用于根据所述第一齿根过渡圆弧和所述第二齿根过渡圆弧，分析所述精加工齿轮的仿真图形与所述粗加工齿轮的仿真图形之间是否存在齿根台阶。

62、可选地，所述根据所述待加工齿轮的仿真图形，对所述待加工齿轮进行分析，所述分析模块，包括：

63、第四确定子模块，用于根据所述粗加工齿轮的仿真图形和所述精加工齿轮的仿真图形，确定所述精加工齿轮的仿真图形的渐开线起点和渐开线终点；

64、第五确定子模块，用于根据所述齿轮参数，确定所述待加工齿轮的标准渐开线起始圆和标准渐开线终止圆；

65、第二分析子模块，用于分析所述精加工齿轮的仿真图形的渐开线起点是否高于所述标准渐开线起始圆，和/或所述精加工齿轮的仿真图形的渐开线终点是否低于所述标准渐开线终止圆。

66、可选地，所述系统还包括：

67、参数调整子模块，当存在所述精加工齿轮的仿真图形的渐开线起点高于所述标准渐开线起始圆、所述精加工齿轮的仿真图形的渐开线终点低于所述标准渐开线终止圆、所述精加工齿轮的仿真图形与所述粗加工齿轮的仿真图形之间存在齿根台阶中的至少一种情况时，对所述齿轮参数和/或所述刀具参数进行调整。

68、可选地，所述根据所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的啮合关系，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的坐标转化关系式，所述坐标转化关系式确定模块，包括：

69、获取子模块，用于获取位于所述第一坐标系内的刀具上的第一目标点的坐标；

70、计算子模块，用于将所述第二坐标系旋转第一角度，并根据所述第一角度，计算所述第一目标点的移动距离；

71、第六确定子模块，用于根据所述第一目标点的坐标、所述第一角度以及所述第一目标点的移动距离，确定所述坐标转化关系式。

72、可选地，所述第一目标点为啮合点；所述第一角度是通过如下模块得到的：

73、第七确定子模块，用于根据所述第一坐标系和所述第二坐标系，确定啮合节圆的半径；通过所述第一目标点建立与所述第一坐标系的横坐标轴相交的法线，并确定所述法线与所述横坐标轴的交点与所述第一坐标系的坐标原点的第一距离，以及，所述法线与所述横坐标轴的夹角；

74、第八确定子模块，用于根据所述第一距离、所述法线与所述横坐标轴的夹角、所述第一目标点的坐标以及所述啮合节圆的半径，确定所述第一角度。

75、本技术实施例第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现如本技术第一方面所述的齿轮仿真分析方法。

76、本技术的有益效果：

77、本技术提供了一种齿轮仿真分析方法，所述方法包括：获取与待加工齿轮对应的齿轮参数和刀具参数；将所述齿轮参数和所述刀具参数输入预先建立的齿轮仿真分析模型，生成所述待加工齿轮的仿真图形；根据所述待加工齿轮的仿真图形，对所述待加工齿轮进行分析；其中，所述齿轮仿真分析模型是通过如下步骤建立的：分别建立第一坐标系和第二坐标系；根据所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的啮合关系，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的坐标转化关系式；根据所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的坐标转化关系式，建立所述齿轮仿真分析模型。本技术通过坐标系之间的坐标转化关系式，建立了齿轮仿真分析模型，通过齿轮仿真分析模型，能够将待加工的齿轮图形化，从而能够提前对待加工齿轮进行图形仿真校核，提前识别风险，进而规避齿轮实际生产过程中产生的影响齿轮nvh和强度的问题。