(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211077842.8 (22)申请日 2022.09.05 (71)申请人 中国第一汽车股份有限公司 地址 130011 吉林省长 春市汽车 经济技术 开发区新红旗大街1号 (72)发明人 张鹏　金子嵛　白学斌　于博瑞　 郭相坤　贾旭东　张冰　石珊　 王学旭　梁宏宇　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权 代理有限公司 2321 1 专利代理师 高原 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/15(2020.01)G06T 17/20(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 119/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种驱动桥总成动力学性能分析方法 (57)摘要 一种驱动桥总成动力学性能分析方法， 所述 方法包括以下步骤： 步骤S1， 根据主从动轴相关 参数、 滚动轴承相关参数和啮合副相关参数分别 进行建立矩阵模型， 提取箱体超单元后， 将已建 立的矩阵模 型和提取的部件进行耦合组装， 从而 获得含箱体的锥齿轮系统； 步骤S2， 将步骤S1建 立矩阵模型和提取过程中的得到信息输入到数 据软件中， 并将部件所需的计算工况信息导入到 数据软件中， 进行分析耦合组装后含箱 体的锥齿 轮系统的固有频率和临界转速； 步骤S3， 计算扭 矩下耦合组装后含箱体的锥齿轮系统在轴承作 用下主从动轴在轴承位置的振动加速度频谱图、 振动加速度时间历程图和相图， 从而完成驱动桥 总成动力学性能分析。 权利要求书2页 说明书9页 附图6页 CN 115510624 A 2022.12.23 CN 115510624 A 1.一种驱动桥总成动力学性能分析 方法， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： 步骤S1， 根据主从动轴相关参数、 滚动轴承相关参数和啮合副相关参数分别进行建立 矩阵模型， 提取箱体超单元后， 将已建立的矩阵模型和提取 的主从动轴、 滚动轴承、 啮合副 和箱体超单 元的进行耦合组装， 从而获得含箱体的锥齿轮系统； 步骤S2， 将步骤S1建立矩阵模型和提取过程中的得到信息输入到数据软件中， 并将主 从动轴、 滚动轴承、 啮合副和箱体超单元的所需的计算工况信息导入到数据软件中， 进行分 析耦合组装后含箱体的锥齿轮系统的固有频率和临界转速； 步骤S3， 计算扭矩下耦合组装后含箱体的锥齿轮系统在轴承作用下主从动轴在轴承位 置的振动加速度频谱图、 振动加速度时间历程图和相图， 从而完成驱动桥总成动力学性能 分析。 2.根据权利要求1所述的一种驱动 桥总成动力学性 能分析方法， 其特征在于， 所述的根 据主从动轴相关参数进行建立矩阵模型， 包括以下步骤： 步骤S101， 采用有限节点法对主从动轴进行离 散化处理， 从而得到若干个节点； 步骤S102， 将主从动轴上每个Timoshenko梁单元的质量矩阵、 刚度矩阵和陀螺矩阵按 节点位置进 行装配， 得到主从动轴的总体质量矩阵、 总体刚度 矩阵和总体陀螺矩阵后， 将主 动轴和从动轴的总体质量矩阵、 总体刚度矩阵和总体陀螺矩阵按对角矩阵方式进行装配， 生成轴系的总体质量、 总体刚度和总体陀螺矩阵。 3.根据权利要求2所述的一种驱动 桥总成动力学性 能分析方法， 其特征在于， 所述的采 用有限节点法对主从动轴进行离 散化处理， 包括以下步骤： 步骤S1011， 沿轴线把主从动轴离散为若干个节点并将其组成不同类型单元， 通过各单 元受力分析建立单 元运动方程； 步骤S1012， 利用有限元法将各单元矩阵进行组装， 得到以各节点位移为广义坐标的主 从动轴整体运动方程。 4.根据权利要求3所述的一种驱动 桥总成动力学性 能分析方法， 其特征在于， 所述的节 点包括轴节点、 齿轮节点、 轴承节点和额外节点； 所述轴节点选取在轴的端点、 轴截面尺寸有突变处、 齿轮齿宽端点处、 功率输入点和输 出点； 所述齿轮节点选取在齿轮齿宽中点处； 所述轴承节点选取在轴承宽度中点处； 所述额外节点能够根据计算 时间和计算精度需求增加轴节点数， 划分更为详细的轴段 单元。 5.根据权利要求2所述的一种驱动 桥总成动力学性 能分析方法， 其特征在于， 所述的每 个Timoshenko梁单元的质量矩阵、 刚度矩阵和陀螺矩阵是其长度、 外径、 内径和转速的函 数。 6.根据权利要求1所述的一种驱动 桥总成动力学性 能分析方法， 其特征在于， 所述的根 据滚动轴承相关参数进行建立矩阵模型， 具体为： 计算出滚动轴承的刚度矩阵和阻尼矩阵后， 根据滚动轴 承的布置节点编 号装配到轴系 总体刚度和阻尼矩阵中； 所述的滚动轴承的刚度矩阵是基于六个自由度建立对角矩阵；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115510624 A 2所述的滚动轴承的阻尼矩阵是通过Rayleigh阻尼计算。 7.根据权利要求1所述的一种驱动 桥总成动力学性 能分析方法， 其特征在于， 所述的根 据啮合副相关参数进行建立矩阵模型， 具体为： 根据齿轮副之间的啮合刚度、 啮合阻尼和方向向量， 得到齿轮副的啮合刚度矩阵和阻 尼矩阵， 然后根据小齿轮和大齿轮所 处节点编号将刚度矩阵和阻尼矩阵组装到系统总体矩 阵中。 8.根据权利要求1所述的一种驱动 桥总成动力学性 能分析方法， 其特征在于， 所述的提 取箱体超单 元采用固定界面子结构法。 9.根据权利要求1所述的一种驱动 桥总成动力学性 能分析方法， 其特征在于， 所述的将 主从动轴、 滚动轴承、 啮合副和箱体超 单元的建模和提取过程中分别得到的主从动轴、 滚动 轴承、 啮合副和箱体超单 元的信息包括： 主从动轴的质量矩阵、 主从动轴的刚度矩阵、 主从动轴的 阻尼矩阵信 息、 滚动轴承的质 量矩阵、 滚动轴承的刚度矩阵、 滚动轴承的阻尼矩阵信息、 啮合副的质量矩阵、 啮合副的刚 度矩阵、 啮合副的阻尼矩阵信息、 箱体超单元的质量矩阵、 箱体超单元的刚度 矩阵和箱体超 单元的阻尼矩阵信息 。 10.根据权利要求1所述的一种驱动桥总成动力学性能分析方法， 其特征在于， 所述的 箱体超单 元的质量矩阵和箱体超单 元的刚度矩阵的提取采用ABAQUS进行。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115510624 A 3