[发明专利]一种优化齿轮啸叫的分析方法

说明书

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NVH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。

技术领域

本发明涉及齿轮传动结构设计分析设计技术领域，具体涉及一种优化齿轮啸叫的分析方法。

背景技术

齿轮传动具有传动比准确、传递效率高、工作可靠、寿命长等诸多优点，故而在众多传动系统中得到应用，变速箱、电机减速器、汽车半轴等都使用齿轮传动，但齿轮设计参数繁多且制造工艺精度及一致性要求高，稍有不慎就会带来较严重的振动噪声问题，特别是电动汽车背景噪声小，轻微的齿轮啸叫都会被用户感知，影响主观驾驶体验。现有齿轮传动系统主要通过提高齿轮加工精度，或者是在出现齿轮啸叫后再进行优化，没有在项目设计阶段从激励源、传递路径及声振响应全方位考虑齿轮啸叫问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种优化齿轮啸叫的分析方法，从源头激励到传递路径进行齿轮系统NVH控制，考虑齿轮柔性支撑结构、安装轴动刚度、壳体结构响应等进行全方面仿真分析，降低齿轮啮合激励、避免结构传递路径共振放大，从源头到传递路径设计进行精细化控制，达到在开发阶段即解决齿轮啸叫的目的，尤其是可以解决电动车变速器齿轮噪声问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种优化齿轮啸叫的分析方法，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；

步骤S2.齿轮轴承安装位置的动刚度分析；

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；

步骤S3.建立考虑柔性支撑系统的齿轮啮合分析模型；

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；

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；

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；