(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 202110764678.7 (22)申请日 2021.07.07 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113255084 A (43)申请公布日 2021.08.13 (73)专利权人 盛瑞传动股份有限公司 地址 261205 山东省潍坊市高新 技术产业 开发区潍安路以东盛 瑞街518号 (72)发明人 赵培龙　高晓光　马宏刚　刘敦宁　 苑衍灵　 (74)专利代理 机构 潍坊德信中恒知识产权代理 事务所(普通 合伙) 37302 专利代理师 尉金洪 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/27(2020.01) F16H 55/16(2006.01) G06F 119/10(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 103982635 A,2014.08.13 CN 103971006 A,2014.08.0 6 CN 1023145 34 A,2012.01.1 1 CN 105138734 A,2015.12.09 张在强.电动汽车减速 器壳体辐射噪声研 究. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据库 工程科 技Ⅱ辑》 .2017, 张在强.电动汽车减速 器壳体辐射噪声研 究. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据库 工程科 技Ⅱ辑》 .2017, 李小彭,等.含 齿面分形啮合刚度的齿轮传 动系统动力学. 《哈尔滨工业大 学学报》 .2019, SHENGNAN WANG， 等.An Improved Computati onal Method for Vibrati on Response and Radiati on Noise Analysis of Two-Stage Gearbox. 《IE EE Access》 .2020, 审查员 王洁 (54)发明名称 一种基于响应面法的齿轮噪音辐射的快速 优化方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于响应面法的齿轮噪音 辐射的快速优化方法， 包括以下步骤： S1： 利用齿 轮参数变量计算齿轮组时变啮合刚度 ； S2： 根 据时变啮合 刚度 计算齿轮产生的齿轮啮合激 振力 ； S3： 建立变速箱壳体的有限元分析模型， 将步骤S2中计算得到的齿轮啮合激振力 施加 到壳体上， 计算壳体表面的振动响应； S4： 提取步 骤S3中壳体有限元模型表面网格， 将壳体振动响 应映射到壳体表面网格上， 从而依据直接边界元 法计算出一米声压级的辐射噪音y； S5： 构造以齿 轮参数变量作为输入变量、 一米声压级辐射噪音 y作为输出的一阶响应面模型； S6： 依据一阶响应 面模型对齿轮参数变量进行优化； 能够快速地对变量齿数、 模数、 变位系数和齿宽进行优化。 权利要求书1页 说明书10页 附图2页 CN 113255084 B 2022.05.06 CN 113255084 B 1.一种基于响应面法的齿轮噪音辐射的快速优化方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1： 确定齿轮参数变量,利用齿轮参数变量计算齿轮组时变啮合刚度 ； S2： 根据步骤S1的时变啮合刚度 计算齿轮产生的齿轮啮合激振力 ； S3： 建立变速箱壳体的有限元分析模型， 将 步骤S2中计算得到的齿轮 啮合激振力 施加 到壳体上， 计算壳体表面的振动响应； S4： 提取步骤S3中壳体有限元模型表面网格， 将壳体振动响应映射到壳体表面网格上， 从而依据直接边界元法计算出一米声压级的辐射噪音y； S5： 构造以齿轮参数变量作为输入变量、 一米声压级辐射噪音y作为输出的一阶响应面 模型； 包括以下步骤： S51： 确定齿轮参数变量及公差范围； S52： 依据齿轮参数变量以及公差范围， 确定若干组齿轮参数变量 值； S53： 执行步骤S1至步骤S4， 计算出每组齿轮参数变量值所对应的齿轮一米声压级辐射 噪音的响应值； S54： 利用每组齿轮参数变量值以及与每组齿轮参数变量值对应的齿轮一米声压级辐 射噪音的响应值， 得到 输入变量和输出变量的关系； S6： 依据步骤S5中的一阶响应面模型， 对齿轮参数变量进行优化。 2.如权利要求1所述的一种基于响应面法的齿轮噪音辐射的快速优化方法， 其特征在 于： 步骤S1中， 依据Weber ‑Banaschek齿轮刚度计算方法， 计算齿轮组时变啮合刚度 。 3.如权利要求1所述的一种基于响应面法的齿轮噪音辐射的快速优化方法， 其特征在 于： 步骤S1中， 齿轮参数变量包括齿数z、 模数m、 变位系数   、 齿宽b。 4.如权利要求1所述的一种基于响应面法的齿轮噪音辐射的快速优化方法， 其特征在 于： 步骤S3中， 将齿轮啮合激振力 施加到壳体的轴承座上。 5.如权利要求1所述的一种基于响应面法的齿轮噪音辐射的快速优化方法， 其特征在 于： 步骤S 6中， 以一米声压级辐射噪音y最低为目标， 使用遗传算法， 对变量齿 数、 模数、 变位 系数和齿宽进行优化。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 113255084 B 2一种基于响应面 法的齿轮噪音辐射的快速 优化方法 技术领域 [0001]本发明涉及变速器技术领域， 尤其涉及一种基于响应面法的齿轮噪音辐射的快速 优化方法。 背景技术 [0002]变速器是机械传动中广泛应用的重要部件， 齿轮辐射噪声是影响变速器性能的重 要指标。 齿轮啮合时， 由于不可避免地存在着齿距、 齿形等误差， 在运转过程中会产生啮合 冲击而发生与齿轮啮合频率相对应的噪声， 齿面之间由于相对滑动也发生摩擦 噪声。 齿轮 是变速器传动中的基础零件， 降低齿轮噪声对控制变速器噪声十分必要。 传统齿轮辐 射噪 音优化通过反复调用有限元模型， 对齿轮进行优化， 优化效率低。 [0003]因此， 亟需研发快速优化齿轮辐射噪音的方法。 发明内容 [0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于响应面法的齿轮辐射噪音的快速优 化方法,建立齿轮参数与齿轮辐射噪音的响应面模 型后， 可以快速进 行齿轮参数优化， 提高 优化效率。 [0005]为解决上述技术问题， 本发明的技术方案是： 一种基于响应面法的齿轮噪音辐射 的快速优化方法， 包括以下步骤： [0006]S1： 确定齿轮参数变量,利用齿轮参数变量计算齿轮组时变啮合刚度 ； [0007]S2： 根据步骤S1的时变啮合刚度 计算齿轮产生的齿轮啮合激振力 ； [0008]S3： 建立变速箱壳体的有限元分析模型， 将步骤S2中计算得到的齿轮啮合激振力 施加到壳体上， 计算壳体表面的振动响应； [0009]S4： 提取步骤S3中壳体有限元模型表面网格， 将壳体振动响应映射到壳体表面网 格上， 从而依据直接边界元法计算出一米声压级的辐射噪音y； [0010]S5： 构造以齿轮参数变量作为输入变量、 一米声压级辐射噪音y作为输出的一阶响 应面模型； [0011]S6： 依据步骤S5中的一阶响应面模型， 对齿轮参数变量进行优化。 [0012]作为优选的技术方案， 步骤S1中， 依据Weber ‑Banaschek齿轮刚度计算方法， 计算 齿轮组时变啮合刚度 。 [0013]作为优选的技术方案， 步骤S1中， 齿轮参数变量包括齿数z、 模数m、 变位系 数  、 齿宽b。 [0014]作为优选的技 术方案， 步骤S3中， 将齿轮啮合激振力 施加到壳体的轴承座上。 [0015]作为优选的技 术方案， 步骤S5中， 包括以下步骤： [0016]S51： 确定齿轮参数变量及公差范围； [0017]S52： 依据齿轮参数变量以及公差范围， 确定若干组齿轮参数变量 值； [0018]S53： 执行步骤S1至步骤S 4， 计算出每组齿轮参数变量值所对应的齿轮一米声压级说　明　书 1/10 页 3 CN 113255084 B 3