斜齿轮啮合的形变分析方法、系统、设备及介质与流程

本公开涉及齿轮力学分析，尤其涉及一种斜齿轮啮合的形变分析方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、传统的求齿轮啮合变形的方法包含以下几种：材料力学法、保角映射法、数值计算法。前两种方法的计算精度不高，而有限元计算精度虽然高。但是随着网格的加密，有限元矩阵的拼装以及方程的求解的时间都会急剧增加，这在实际的应用中会带来计算资源和时间的极大浪费。

技术实现思路

1、本公开要解决的技术问题是为了克服现有技术中齿轮啮合的形变分析精度不高或计算时间过长的缺陷，提供一种斜齿轮啮合的形变分析方法、系统、设备、介质及程序产品。

2、本公开是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、第一方面，提供一种斜齿轮啮合的形变分析方法，所述分析方法包括：

4、获取目标齿轮的六面网格模型和啮合齿数量；

5、基于所述啮合齿数量从所述六面网格模型中得到对应的啮合齿底面图；

6、基于所述啮合齿底面图扩展得到所述目标齿轮的啮合齿计算区域；

7、基于所述啮合齿计算区域计算得到所述目标齿轮的啮合齿形变值。

8、较佳地，所述啮合齿数量为所述目标齿轮的最大啮合齿数量，所述基于所述啮合齿数量从所述六面网格模型中得到对应的啮合齿底面图的步骤包括：

9、基于所述六面网格模型得到所述目标齿轮的底面图；

10、获取所述目标齿轮的齿轮参数，基于所述啮合齿数量和齿轮参数从所述底面图中得到所述啮合齿对应的啮合齿底面图；

11、其中，所述齿轮参数包括齿矩和齿根圆半径。

12、较佳地，所述齿轮参数还包括弹性参数，所述基于所述啮合齿计算区域计算得到所述目标齿轮的啮合齿形变值的步骤包括：

13、根据所述齿轮参数对所述啮合齿计算区域进行有限元方程和右端项拼装，得到对应的有限元模型的矩阵形式方程及其对应的右端项向量；

14、对所述有限元模型矩阵形式方程及其对应的右端项向量进行求解得到近似解向量，将所述近似解向量作为所述目标齿轮的啮合齿形变值。

15、较佳地，对所述有限元模型的矩阵形式方程及其对应的右端项向量进行求解得到近似解向量的步骤包括：

16、采用预处理共轭梯度法对所述有限元模型的矩阵形式方程及其对应的右端项向量进行求解得到近似解向量。

17、较佳地，所述采用预处理共轭梯度法对所述有限元模型矩阵形式方程及其对应的右端项向量进行求解得到近似解向量的步骤包括：

18、以光滑聚集代数多重网格构建预处理矩阵。

19、较佳地，所述基于所述啮合齿计算区域计算得到所述目标齿轮的啮合齿形变值的步骤包括：

20、所述啮合齿计算区域基于matlab进行向量化编程，计算得到所述目标齿轮的啮合齿形变值。

21、第二方方面，提供一种斜齿轮啮合的形变分析系统，所述形变分析系统包括：目标齿轮模型获取模块、啮合齿底面获取模块、计算区域扩展模块和啮合齿形变计算模块；

22、所述目标齿轮模型获取模块，用于获取目标齿轮的六面网格模型和啮合齿数量；

23、所述啮合齿底面获取模块，用于基于所述啮合齿数量从所述六面网格模型中得到对应的啮合齿底面图；

24、所述计算区域扩展模块，用于基于所述啮合齿底面图扩展得到所述目标齿轮的啮合齿计算区域；

25、所述啮合齿形变计算模块，用于基于所述啮合齿计算区域计算得到所述目标齿轮的啮合齿形变值。

26、第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并用于在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现如第一方面所述的斜齿轮啮合的形变分析方法。

27、第四方面，提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的斜齿轮啮合的形变分析方法。

28、第五方面，提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的斜齿轮啮合的形变分析方法。

29、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本公开各较佳实例。

30、本公开的积极进步效果在于：通过将目标齿轮进行的啮合齿部分计算区域提取，能在减少计算量的前提下尽可能的保留齿的完整度，能够精确捕捉该区域的形变和应力分布，而且区域提取工作与网格剖分工作完全解耦，使两部分任务可由不同的进程来完成，提高对齿轮的分析效率。

技术特征：

1.一种斜齿轮啮合的形变分析方法，其特征在于，所述分析方法包括：

2.根据权利要求1所述的斜齿轮啮合的形变分析方法，其特征在于，所述啮合齿数量为所述目标齿轮的最大啮合齿数量，所述基于所述啮合齿数量从所述六面网格模型中得到对应的啮合齿底面图的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的斜齿轮啮合的形变分析方法，其特征在于，所述齿轮参数还包括弹性参数，所述基于所述啮合齿计算区域计算得到所述目标齿轮的啮合齿形变值的步骤包括：

4.根据权利要求3所述的斜齿轮啮合的形变分析方法，其特征在于，对所述有限元模型的矩阵形式方程及其对应的右端项向量进行求解得到近似解向量的步骤包括：

5.根据权利要求3所述的斜齿轮啮合的形变分析方法，其特征在于，所述采用预处理共轭梯度法对所述有限元模型矩阵形式方程及其对应的右端项向量进行求解得到近似解向量的步骤包括：

6.根据权利要求3所述的斜齿轮啮合的形变分析方法，其特征在于，所述基于所述啮合齿计算区域计算得到所述目标齿轮的啮合齿形变值的步骤包括：

7.一种斜齿轮啮合的形变分析系统，其特征在于，所述形变分析系统包括：目标齿轮模型获取模块、啮合齿底面获取模块、计算区域扩展模块和啮合齿形变计算模块；

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并用于在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行计算机程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的斜齿轮啮合的形变分析方法。

9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的斜齿轮啮合的形变分析方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的斜齿轮啮合的形变分析方法。

技术总结本公开提供了一种斜齿轮啮合的形变分析方法、系统、设备及介质。该形变分析方法包括获取目标齿轮的六面网格模型和啮合齿数量；基于所述啮合齿数量从所述六面网格模型中得到对应的啮合齿底面图；基于所述啮合齿底面图扩展得到所述目标齿轮的啮合齿计算区域；基于所述啮合齿计算区域计算得到所述目标齿轮的啮合齿形变值。通过将目标齿轮进行的啮合齿部分计算区域提取，能在减少计算量的前提下尽可能的保留齿的完整度，能够精确捕捉该区域的形变和应力分布，而且区域提取工作与网格剖分工作完全解耦，使两部分任务可由不同的进程来完成，提高对齿轮的分析效率。技术研发人员：罗粤清,邵新平受保护的技术使用者：华院计算技术（上海）股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18