(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211022196.5 (22)申请日 2022.08.25 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115130251 A (43)申请公布日 2022.09.30 (73)专利权人 江铃汽车股份有限公司 地址 330000 江西省南昌市南昌县 迎宾中 大道2111号 (72)发明人 骆旭薇　魏涛　曾小春　王毅　 赵之升　肖鹏　 (74)专利代理 机构 南昌青远专利代理事务所 (普通合伙) 36123 专利代理师 唐棉棉 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01)G06F 30/20(2020.01) G06F 119/10(2020.01) 审查员 杜琳琳 (54)发明名称 一种优化齿轮啸叫的分析方法 (57)摘要 本发明提供了一种优化齿轮啸叫的分析方 法， 通过分析齿轮啮合激励大小， 结构的传递放 大及噪声辐射过程， 从源头激励到传递路径进行 齿轮系统NV H控制， 并考虑齿轮柔性支撑 结构、 安 装轴动刚度、 壳体结构响应等因素对齿轮传动系 统进行全 方面仿真分析， 评估产生齿轮啸叫风险 大小， 并提供相应的优化建议来指导设计参数的 确定， 进而降低齿轮啮合激励、 避免结构传递路 径共振放大， 实现在齿轮传动系统设计阶段即可 有效规避齿轮啸叫问题， 从而确保齿轮传动系统 的NVH设计可靠性， 减小 NVH风险及设计后期可能 出现的啸叫问题。 权利要求书3页 说明书9页 附图2页 CN 115130251 B 2022.12.02 CN 115130251 B 1.一种优化齿轮啸叫的分析 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1.齿轴 系统支撑壳体结构的模态分析； 步骤S2.齿轮轴承安装位置的动刚度分析； 步骤S3.建立 考虑柔性支撑系统的齿轮啮合分析模型； 步骤S4.对步骤S3中建立的齿轮啮合分析模型进行考虑柔性支撑系统 的齿轮啮合模态 分析； 步骤S5.对齿轮系统啮合特性进行分析， 评估关键指标参数， 包括啮合错位、 传递误差、 接触斑点和单位长度载荷分布； 步骤S6.进行齿轮啮合激励下壳体的振动响应分析， 评估壳体结构齿轮啮合激励阶次 振动速度幅值， 与数据库里收集的壳体结构上阶次振动速度幅值进行比对， 初步评估是否 有产生齿轮啸叫的风险， 并输出壳体结构表面振动速度结果； 步骤S7.利用步骤S6输出的壳体结构表面振动速度作为辐射噪声分析边界条件， 使用 LMS Virtual Lab软件进行壳体辐射噪声分析， 获取监测点的辐射噪声分析 结果； 步骤S8.根据步骤S7 所得到的壳体结构辐射噪声分析 结果， 评估是否有 齿轮啸叫 风险； 步骤S81.根据所得到的壳体结构辐射噪声分析结果， 提取阶次带宽为3%和22%的声压 级大小， 定义阶次带宽为3%的声 压级为Wt， 阶次带宽为22%的声 压级为Wb， 计算得到背景噪声 为Wb0； ； 步骤S82.将Wt与 Wb0在全转速范围内进行对比分析， 若在某转速Wt比 Wb0声压级大， 则 说明在该转速及频率范围有齿轮啸叫风险， 需要针对问题转速和频率对结构及齿轮参数进 行优化设计， 直至无齿轮啸叫 风险为止 。 2.根据权利要求1所述的一种优化齿轮啸叫的分析方法， 其特征在于， 步骤S1中所述齿 轴系统支撑壳体结构的模态分析 过程如下： 步骤S11.建立支撑壳体结构网格模型， 支撑壳体结构制作成四面体网格， 各壳体零件 按实际装配设计建立连接关系， 并按实际所用的材 料类型赋予相应的材 料参数； 步骤S12.基于步骤S11中建立的支撑壳体结构网格模型， 分析计算支撑壳体结构模态， 得到支撑壳体结构模态分析 结果。 3.根据权利要求2所述的一种优化齿轮啸叫的分析方法， 其特征在于， 步骤S2中所述齿 轮轴承安装位置的动刚度分析 过程如下： 步骤S21.在步骤S1建立的支撑壳体结构网格模型基础上， 选取轴承安装位置用刚性单 元耦合到一个节点上， 并施加单位载荷进行轴承安装点动刚度分析； 步骤S22.获取轴承安装位置的动刚度分析结果， 评估轴承安装位置的动刚度 是否满足 设计要求， 若满足设计要求， 则执行步骤S3， 否则对轴承安装位置处的结构进行优化设计， 返回步骤S2。 4.根据权利要求1所述的一种优化齿轮啸叫的分析方法， 其特征在于， 步骤S3 中所述建 立考虑柔性支撑系统的齿轮啮合分析模型， 具体过程如下： 在Romax仿真分析软件中， 建立考虑柔性支撑系统的齿轮啮合分析模型， 模型包含啮合 齿轮副、 齿轮安装轴、 轴承、 支撑壳体结构， 再按照实际的安装设计要求将这些零件组装在权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115130251 B 2一起， 并对各零件赋予其 实际所对应的材料参数， 然后设置齿轮副及齿轮各齿的宏、 微观设 计参数； 所述设置齿轮副及齿轮各齿的宏、 微观设计参数， 宏观设计参数包括齿数、 模数、 压力 角、 螺旋角、 中心距、 变位系数、 公法线长度、 齿顶圆直径和齿根圆直径； 微观设计参数包括 齿向倾斜偏差、 齿廓倾斜偏 差、 齿向鼓形量、 齿廓鼓形量、 齿顶修缘和齿根修缘， 所述微观设 计参数设置时需要设定 评价起始点和评价终止点。 5.根据权利要求2所述的一种优化齿轮啸叫的分析方法， 其特征在于， 步骤S4中对建立 的齿轮啮合分析模型进行考虑柔 性支撑系统的齿轮啮合模态分析， 具体包括以下步骤： 步骤S41.在步骤S3建立的齿轮啮合分析模型基础上设置模态分析步， 进一步分析得到 齿轴系统的模态分析 结果； 步骤S42.根据步骤S12所得到的支撑壳体结构模态分析结果， 与 步骤S41中所得到的齿 轴系统模态分析 结果进行比对分析； 所述支撑壳体结构模态和齿轴系统模态值需要偏移10%以上， 以避免结构共振向外辐 射噪声； 步骤S43.根据步骤S42的比对分析结果， 评估支撑壳体结构模态与齿轴系 统模态是否 满足NVH设计要求， 若满足设计要求则执行步骤S5， 否则优化支撑壳体结构和齿轴系统设 计， 返回步骤S1。 6.根据权利要求1所述的一种优化齿轮啸叫的分析方法， 其特征在于， 步骤S5 中所述对 齿轮系统啮合特性进行分析， 评估关键指标参数， 包括： 步骤S51.在步骤S3建立的齿轮啮合分析模型的基础上， 在其输入和输出轴上定义符合 实际工况的转速及扭矩， 进行齿轮副啮合状态的分析计算； 步骤S52.获取基于实际运行工况的各齿轮副的啮合错位、 传递误差、 接触斑点和单位 长度载荷分布的分析 结果； 步骤S53.根据步骤S52中获取的各齿轮副在实际运行工况下的啮合错位、 传递误差、 接 触斑点和单位长度载荷分布分析结果， 评估关键指标参数是否满足NVH 设计要求， 若满足设 计要求则执行步骤S 6， 否则根据评估分析结果对齿轮宏、 微观参数进 行优化设计， 返回步骤 S5； 所述传递误差需要获取波峰峰值大小、 一阶谐波、 二阶谐波和三阶谐波， 所述一阶谐 波、 二阶谐波和三阶谐波经由傅里叶变换 得到； 所述NVH设计要求是按照齿轮负载及用途 对关键指标定义 其设计要求。 7.根据权利要求1所述的一种优化齿轮啸叫的分析方法， 其特征在于， 步骤S7中所述壳 体辐射噪声分析 过程如下： 步骤S71.根据所需分析 频率范围建立壳体辐射噪声分析网格模型； 步骤S711.提取壳体结构表面轮廓网格， 做成封闭的shel l壳体单元定义为shell‑1； 步骤S712.在shell ‑1单元基础上做一个包络面， 定义为shell ‑2， 并设定两个shell之 间的距离； 所述设定两个shell之间的距离， 两个shell之间 的距离是根据实际情况以保证能进行 辐射噪声计算 为目标进行确定； 步骤S713.以shell ‑1和shell ‑2为边界在中间生成二阶四面体的实体网格， 并定义为权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115130251 B 3