[發明專利]箱體振動能量預測方法

有效

• 申請號: 202010466261.8
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111460722B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 張定;陳志剛;胡耿;相涯;曹建鋒
• 申請（專利權）人: 中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F17/11;G06F17/16;G01M13/02;G01M13/021;G01M13/028;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 王輝;闞梓瑄

本公開涉及機械工程技術領域，尤其涉及一種箱體振動能量預測方法，用于預測多源激勵多路分流齒輪箱的箱體振動能量。該方法包括：求解出傳動系統中各個齒輪副的齒頻、振動位移和各個軸承座的支反力；結合各個齒輪副的齒頻和振動位移，求解各個齒輪副的振動能指標；在箱體上選取多個測量點，結合各個軸承座的支反力，求解出各個測量點的振動能量；訓練出振動能指標和振動能量的神經網絡模型；將任一工況下的振動能指標帶入神經網絡模型，以得到與任一工況對應的測量點的振動能量和振動值。該方法能夠準確快速地計算出箱體振動能量，而振動能量可用于確定齒輪箱的振動限制值，使得設計人員能夠基于振動限制值對齒輪箱進行優化設計。

技術領域

本公開涉及機械工程技術領域，尤其涉及一種箱體振動能量預測方法。

背景技術

多源激勵多路分流齒輪箱是一種機械傳動裝置，廣泛應用于航空、船舶、軋鋼及工程機械等領域，其中：多源激勵是指齒輪箱的傳動系統受到時變嚙合剛度、時變嚙合阻尼、不平衡慣性力、輸出扭矩波動等外部激勵的共同作用；多路分流是指齒輪箱的傳動系統由多路傳動齒輪副組成。由于多源激勵多路分流齒輪箱在工作過程中，往往存在較大的振動，不但會產生較大的噪聲，而且影響傳動系統的壽命，因此，對多源激勵多路分流齒輪箱的箱體振動能量的預測顯得尤為重要。

目前，通常是借助有限元軟件通過仿真分析得到齒輪箱的箱體振動能量，但是步驟較為繁瑣、耗時較長，計算精度受到網格細密程度的影響，而且受樣本點數量限制，無法對箱體振動能量的分布趨勢進行準確全面的預測。

所述背景技術部分公開的上述信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此它可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發明內容

本公開的目的在于提供一種箱體振動能量預測方法，能夠較為準確且快速地計算出多源激勵多路分流齒輪箱的箱體振動能量，而振動能量可用于確定齒輪箱的振動限制值，使得設計人員能夠基于振動限制值對齒輪箱進行優化設計，并最終延長齒輪箱的使用壽命。

為實現上述發明目的，本公開采用如下技術方案：

根據本公開的一個方面，提供一種箱體振動能量預測方法，用于預測多源激勵多路分流齒輪箱的箱體振動能量，所述箱體振動能量預測方法包括：

根據所述多源激勵多路分流齒輪箱的工作轉速，求解出所述多源激勵多路分流齒輪箱的傳動系統中各個齒輪副的齒頻；

建立所述傳動系統的動力學模型，并基于所述動力學模型得到各個所述齒輪副的振動位移和所述傳動系統中各個軸承座的支反力；

結合各個所述齒輪副的齒頻和振動位移，求解出各個所述齒輪副的振動能指標；

在所述多源激勵多路分流齒輪箱的箱體上選取多個測量點，并結合各個所述軸承座的支反力，求解出各個所述測量點的振動能量和振動值；

訓練出所述齒輪副的振動能指標和所述測量點的振動能量的神經網絡模型；

將任一工況下的所述齒輪副的振動能指標帶入所述神經網絡模型，以得到與所述任一工況對應的所述測量點的振動能量。

在本公開的一種示例性實施例中，基于所述動力學模型得到各個所述齒輪副的振動位移和所述傳動系統中各個軸承座的支反力，包括：

根據所述動力學模型建立所述傳動系統的動力學方程；

求解所述動力學方程，以得到各個所述齒輪副的振動位移和所述傳動系統中各個軸承座的支反力。

在本公開的一種示例性實施例中，所述動力學方程滿足如下第一關系式：