齿轮传动系统可靠性快速建模的数字化分析方法

作者：韩莹莹; 艾红旭; 申强; 李梓源; 李威^*

来源：机电工程, 2023, 40(10): 1558-1565.

• 齿轮传动
• 可靠性建模
• 数字化设计
• 参数化模型
• 载荷相关性

机械系统的可靠性研究主要包括可靠性设计、分配、建模、分析、评价等方面的内容。只有创建正确合理的模型，采用正确的分析方法，才能得到准确的可靠性评价结果。针对复杂机械系统可靠性建模计算量大和耗时长等问题，提出了一种齿轮传动系统可靠性快速建模的数字化分析方法。首先，建立了考虑各个零件载荷相关性的系统可靠性模型，采用可靠性数学模型，求解了传动零件可靠度，利用可靠性关系模型，对整个系统、子系统及零件的相互关系进行了表征，设计了齿轮传动系统可靠性快速建模数字化平台；然后，探讨了可靠性模型和算例报告的自动生成方法，研究了齿轮传动系统可靠性数字化建模的遍历算法，开发了参数化输入模块、数值求解模块和自动化结果输出模块；最后，以功率分支齿轮传动系统为例，进行了可靠性建模数字化分析，并将解析计算结果与软件仿真结果进行了对比分析。研究结果表明：解析计算结果与软件仿真结果两者误差仅为0.016%,从而验证了该可靠性建模数字化分析方法及软件的正确性和高效性；同时，该方法具备保存加载算例、自动生成可靠性模型框图和快速计算系统可靠度等功能，为齿轮传动系统可靠性建模快速设计提供了一种数字化平台。

• 单位
  北京科技大学