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龙图腾网获悉中国第一汽车股份有限公司申请的专利行星齿轮机构的均载系数计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115310224B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210865482.1，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权行星齿轮机构的均载系数计算方法是由康一坡;闫博;张尤龙;刘明远设计研发完成，并于2022-07-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本行星齿轮机构的均载系数计算方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种行星齿轮机构的均载系数计算方法，包括搭建行星齿轮机构装配有限元模型；依次定义有限元模型材料属性、弹簧单元的刚度、有限元模型的边界条件：固定与电机相连的对分式壳体上的螺栓孔；定义有限元模型的初始温度；施加载荷1‑3；调整所有零部件至理想装配位置；确定行星齿轮机构的第1啮合位置；定义计算工况；进行有限元分析；计算行星齿轮机构处于第1啮合位置的均载系数；进行行星齿轮机构齿轮啮合位置调整及相应位置的均载系数计算；考虑零部件的制造误差和装配误差，重复上述步骤进行行星齿轮机构均载系数计算。本发明实现了行星齿轮机构均载系数的高精度预测；评价行星齿轮机构的均载系数更加合理；提高了计算速度。

本发明授权行星齿轮机构的均载系数计算方法在权利要求书中公布了：1.一种行星齿轮机构的均载系数计算方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、搭建行星齿轮机构装配有限元模型： 分别对行星齿轮机构中的太阳轮、行星齿轮、行星架、内齿圈、壳体、轴承的内圈和外圈进行实体网格划分，并定义相接触部件之间为接触关系将其装配在一起； 轴承滚动体采用弹簧单元进行简化建模，对于有外圈和内圈的轴承，模拟滚动体的弹簧单元两端节点分别连接在两个RBE3单元的从点上，两个从点位于轴承几何中心线上，其中一个RBE3单元的从点选择外圈滚道几何中心，主点选择外圈滚道上的节点，另一个RBE3单元的从点选择内圈滚道几何中心，主点选择内圈滚道上的节点；对于没有外圈和内圈的滚针轴承，模拟滚针的弹簧单元两端节点同样连接在两个RBE3单元从点上，两个从点位于滚针轴承几何中心线上，其中一个RBE3单元的从点选择滚针轴承中心线上一点，主点选择与滚针轴承外径侧相接触行星齿轮部位的网格节点，另一个RBE3单元的从点选择滚针轴承中心线上另外一点，主点选择与滚针轴承内径侧相接触行星齿轮轴部位的网格节点；弹簧单元的数量等于轴承的数量；所述轴承与壳体之间、与所支撑部件之间不考虑过盈，为零间隙配合； S2、定义有限元模型材料属性： 定义各零部件有限元模型材料的弹性模量E、泊松比μ、材料密度ρ、热膨胀系数α； S3、定义步骤S1中弹簧单元的刚度K：所述弹簧单元刚度K表征的是一个轴承中所有滚动体的综合刚度，具体获取方法细分为步骤S3-1至步骤S3-8； S3-1、建立单个滚动体的有限元模型：包括对滚动体、上平板和下平板三个零部件进行网格划分，其中接触位置的网格需要细划分，以提高载荷传递精度和变形计算精度；上平板和下平板假设为刚体，以获得单纯滚动体的刚度；零部件之间通过定义接触关系装配在一起； S3-2、定义单个滚动体的有限元模型材料属性：定义滚动体的弹性模量E、泊松比μ； S3-3、定义单个滚动体的有限元模型边界条件：边界条件包括两类，一是完全约束下平板，固定其不动；二是约束上平板沿其法向自由度以外的全部自由度，以保证上平板只能沿其法向运动； S3-4、施加单个滚动体承受的载荷F1：F1作用在上平板上，F1沿上平板法向使滚动体产生压缩变形； S3-5、定义单个滚动体的计算工况：计算工况包括S3-3中的边界条件和S3-4中的载荷F1； S3-6、进行单个滚动体的有限元分析：按步骤S3-5中定义的计算工况计算滚动体的压缩变形X1，其等于载荷F1作用点沿上平板法向移动的距离； S3-7、计算单个滚动体的刚度K1：刚度K1具体见计算公式1； S3-8、计算弹簧单元的刚度K：K等于一个轴承中所有滚动体的综合刚度，具体见计算公式2； K＝K1×COSθ1+COSθ2+……+COSθi2 式中，θi是以轴承中心线与所有滚动体中心点形成的平面交点为圆心时第i个滚动体相对于第1个滚动体的角度，，第1个球可以是轴承中的任意球，θ1＝0，θi＜90；弹簧单元刚度需要借助圆柱坐标系定义在轴承径向方向上，圆柱坐标系原点位于轴承中心线上，坐标系r轴沿轴承径向方向，z轴沿轴承中心线方向，t根据右手定则由r轴、z轴确定； S4、定义有限元模型的边界条件：固定与电机相连的对分式壳体上的螺栓孔； S5、定义有限元模型的初始温度：在步骤S1中所有零部件有限元模型上施加初始温度；所述初始温度定义为室温； S6、施加载荷1：载荷1为温度载荷，即在步骤S1中所有零部件有限元模型上施加高温载荷；在步骤S1中所有零部件有限元模型上施加的高温载荷相同，温度值大于行星齿轮机构的正常工作温度值； S7、施加载荷2：载荷2为输入轴上扭矩M，其借助RBE3单元施加到输入轴上，RBE3单元从点选择远离太阳轮一端的输入轴端面中心点，主点选择远离太阳轮一端的输入轴端面上的节点，M施加到RBE3单元从点上；扭矩M为行星齿轮机构的最大设计输入扭矩； S8、施加载荷3：载荷3为离心力，步骤S1中所有旋转零部件的离心力，具体见计算公式3-9； w2＝2πn24 公式3-4中：F2为太阳轮的网格单元离心力；m2为太阳轮的网格单元质量；r2为太阳轮的网格单元旋转半径；w2为太阳轮的角速度；n2为太阳轮的转速； w3＝2πn36 公式5-7中：F3为行星架的网格单元离心力；m3为行星架的网格单元质量；r3为行星架的网格单元旋转半径；w3为行星架的角速度；n3为行星架的转速；z2为太阳轮齿数；zR为内齿圈齿数； 公式8-9中：F4为行星齿轮的网格单元离心力；m4为行星齿轮的网格单元质量；r4为行星齿轮的网格单元公转旋转半径；w4为行星齿轮的公转角速度，w4＝w3；r41为行星齿轮的网格单元自转旋转半径；w41为行星齿轮的自转角速度；R4为行星齿轮中心线的公转半径；r42为行星齿轮的节圆半径；r22为太阳轮的节圆半径； S9、调整所有零部件至理想装配位置： 不考虑零部件的制造误差和装配误差，调整步骤S1中各零部件至理想装配位置； S10、确定行星齿轮机构的第1啮合位置：将行星齿轮旋转至内齿圈任一旋转对称平面位置作为行星齿轮机构的第1啮合位置，以计算此时的行星齿轮机构的均载系数，评价零部件结构设计的合理性；步骤S10中，所包含的啮合位置在内齿圈两个相邻对称平面之间均匀分布； S11、定义计算工况：计算工况由步骤S4中的边界条件、步骤S5中的初始温度、步骤S6中的载荷1、步骤S7中载荷2、步骤S8中载荷3组成； S12、进行有限元分析：按步骤S11中定义的计算工况，考虑几何非线性计算模拟滚针的弹簧单元在行星齿轮公转方向上的切向力； S13、计算行星齿轮机构处于第1啮合位置的均载系数： 将每个模拟滚针的弹簧单元在行星齿轮公转方向上的切向力乘以所支撑行星齿轮的公转半径，即获得行星齿轮轴传递的扭矩，取其中的扭矩最大值与所有扭矩均值的比值作为行星齿轮机构在1啮合位置的均载系数，具体见计算公式10； 公式10中：s1为均载系数；fj为模拟滚针的第j个弹簧单元沿行星齿轮公转方向的切向力；R4j为第j个弹簧单元所支撑的行星齿轮的公转半径； S14、进行行星齿轮机构齿轮啮合位置调整及相应位置的均载系数计算： 将行星齿轮依次旋转至其他非旋转对称平面位置，同时根据速比旋转太阳轮、行星架，获得行星齿轮机构的第2、第3、……第x啮合位置，在每个位置分别重复步骤S11至S13，计算相应啮合位置的均载系数s2、s3、……sx；取s1、s2、s3、……sx中最大值作为行星齿轮机构的均载系数； S15、考虑零部件的制造误差和装配误差，重复步骤S11至S14进行行星齿轮机构均载系数计算； 制造误差等效为其中一个行星齿轮中心线沿行星齿轮公转切线方向上的位置误差，即等效切向位置误差，具体见计算公式11；装配误差等效为其中一个行星齿轮中心线沿行星齿轮公转半径方向上的位置误差，即等效径向位置误差，具体见计算公式12；制造误差和装配误差采用综合等效位置误差施加到行星齿轮上，综合等效位置误差计算见公式13，具体是将行星齿轮偏离理想装配位置一个综合等效位置误差的距离，以评价行星齿轮机构设计是否满足制造工艺要求； 公式11-13中：Δw1为等效切向位置误差；p1为太阳轮偏心误差；p2为行星轮偏心误差；p3为内齿圈偏心误差；p4为行星架偏心误差；p5为行星齿轮轴轴孔偏心误差；θ为齿轮压力角；Δw2为等效径向位置误差；a1为太阳轮装配误差；a2为行星轮装配误差；a3为内齿圈装配误差；a4为行星架装配误差；a5为行星齿轮轴轴孔装配误差；Δw为综合等效位置误差。

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