一种高速动车组牵引齿轮的降噪修形优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110674558A(43)申请公布日2020.01.10(21)申请号201910896279.9(22)申请日2019.09.22(71)申请人华东交通大学地址330013江西省南昌市双港东大街808号(72)发明人孙剑萍汤兆平赵旻胡瑜涛陈赞西颜力汪敏王曼宇(74)专利代理机构南昌朗科知识产权代理事务所(普通合伙)36134代理人郭毅力(51)Int.Cl.G06F30/17(2020.01)G06F30/23(2020.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种高速动车组牵引齿轮的降噪修形优化方法(57)摘要一种高速动车组牵引齿轮的降噪修形优化方法，选取主动轮的最大修形量和修形长度作为齿廓修形的参数，以Walker曲线为修形曲线，构建齿轮修形参数化模型；设计修形参数范围，采用最优拉丁超立方法抽样获取多组修形参数组合，构建修形齿轮传动虚拟样机模型；按动态啮合力-谐响应-声学边界元的流程进行仿真分析，获得以修形参数为输入、辐射噪声为输出的多组数据；将上述多组数据通过径向基神经网络训练和对比，建立具有稳定映射关联的修形参数-噪声预测模型；以噪声最小化为优化目标，借助多岛遗传算法求解齿轮最优修形参数组合。本发明求得的齿轮传动系统最小辐射噪声下的最优修形参数组合，能有效运用于动车组牵引齿轮的降噪修形设计。CN110674558ACN110674558A权利要求书1/2页1.一种高速动车组牵引齿轮的降噪修形优化方法，其特征是包括以下步骤：步骤1：依据齿轮修形理论，针对高速动车组牵引传动齿轮的主动轮，选取最大修形量和修形长度作为其齿廓修形的基本参数，选用Walker曲线作为修形曲线，构建牵引齿轮修形的参数化模型；步骤2：设计合理的修形参数取值范围，采用最优拉丁超立方法抽样获取多组修形参数组合，构建不同修形参数组合的修形齿轮传动虚拟样机模型；按动态啮合力-谐响应分析-声学边界元分析的仿真流程进行分析、求解，获得以修形参数为输入、辐射噪声为输出的多组数据，以此建立修形参数组合与齿轮传动噪声之间的对应关系；步骤3：将上述得到的多组数据通过径向基神经网络训练和对比，建立具有稳定映射关联的修形参数-噪声预测模型；步骤4：以噪声最小化为优化目标，借助多岛遗传算法求解齿轮最优修形参数组合。2.根据权利要求1所述的一种高速动车组牵引齿轮的降噪修形优化方法，其特征是，所述的步骤2包括以下步骤：(1)使用ANSYSWorkbench对主动轮进行齿面接触分析，获得最大修形量取值范围；依据经验公式推荐，选取修形长度的取值范围；运行最优拉丁超立方抽样方法，生成m组最大修形量与修形长度的参数组合；将m组修形参数组合分别代入以Walker曲线修形后的齿轮渐开线方程，生成m个修形后的齿轮传动虚拟样机模型；(2)将修形齿轮虚拟样机模型逐个导入多体系统动力学仿真软件RecurDyn中求解齿轮副的动态啮合力；然后导入ANSYS的workbench模块中分析齿轮模态和谐响应分析；最后将workbench中获得的齿轮传动系统振动响应结果rst文件导入Virtual.Lab的声学边界元模块，求得齿轮传动系统在整个扫描频段对应的声功率级的均方根值(RMS)，以此建立修形参数组合与齿轮传动噪声之间的对应关系。3.根据权利要求1所述的一种高速动车组牵引齿轮的降噪修形优化方法，其特征是，所述的步骤3按如下步骤：选取最优拉丁超立方抽样方法获得的m-n组数据用于RBF神经网络训练，m>n，剩余n组用于与RBF神经网络的预测结果进行对比；通过RBF神经网络的训练和对比，构建传动齿轮副修形参数与传动辐射噪声之间的映射关系：Z＝f(C,L)式中Z表示齿轮传动系统辐射噪声的对应扫描频段的声功率级的均方根值，C表示最大修形量，L表示修形长度。4.根据权利要求1所述的一种高速动车组牵引齿轮的降噪修形优化方法，其特征是，所述的步骤4按如下步骤：根据RBF神经网络噪声预测模型构建降噪优化模型：minZ＝f(C,L)模型中目标函数Z表示齿轮传动系统辐射噪声的对应扫描频段的声功率级的均方根2CN110674558A权利要求书2/2页值，约束条件为最大修形量和修形长度的取值范围；采用Isight软件中的多岛遗传算法求解降噪优化模型，获得修形参数组合的最优解，同时求得对应最优修形参数下的牵引齿轮传动系统最小辐射噪声。3CN110674558A说明书1/7页一种高速动车组牵引齿轮的降噪修形优化方法技术领域[0001]本发明属于齿轮加工技术领域，涉及一种通过齿轮修形来降低高速动车组牵引齿轮传动噪声的方法。背景技术[0002]高速动车组车厢内的噪声会降低乘客的舒适度。而动车组牵引齿轮传动系统位于车厢下方，成为车内噪声的主要来源