(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210686025.6 (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正 街174号 申请人 中国船舶重 工集团公司第七〇五研 究所 (72)发明人 孟凡明　冯陶　严海　黄立　 赵海涛　 (74)专利代理 机构 北京和联顺知识产权代理有 限公司 1 1621 专利代理师 孙伟新 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) F16H 57/028(2012.01)G06F 119/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于逐级修形逐级优化的三分流减速器 降 噪方法 (57)摘要 本发明专利公开了基于逐级修形逐级优化 的三分流减速器降噪方法， 具体涉及三分流减速 器斜齿轮修形优化设计领域。 利用ROMAX建立三 分流减速器斜齿轮模型， 基于定轴轮系功率分流 和齿轮啮合原理计算啮合过程中斜齿轮副的传 动误差并获得斜齿轮系统响应加速度， 对三分流 减速器各级齿轮逐级修形逐级优化各级斜齿轮 副的修形参数， 以减小啮合冲击、 降低三分流斜 齿轮副的传动误差， 降低三分流减速器振动噪 声。 本发明可通过改变每一级齿轮副的不同修形 参数降低三 分流减速器斜齿轮副传动误差、 改善 三分流减速器斜齿轮齿面载荷分布不均现象以 及降低三分流减速器振动噪声， 为工程实践中三 分流减速器斜齿轮副的修形、 优化设计与使用提 供理论指导与方法支撑 。 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 CN 114880813 A 2022.08.09 CN 114880813 A 1.基于逐级修形 逐级优化的三分流减速器降噪方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： S1、 在ROMAX中建立 三分流减速器斜齿轮模型； S2、 基于定轴轮系功率分流和齿轮啮合原理计算三分流减速器斜齿轮模型中斜齿轮副 在其啮合过程中的几何、 运动及受力情况； S3、 运行微观几何分析计算三分流减速器各级未修形斜齿轮传动误差、 斜齿轮齿面载 荷分布以及振动响应加速度， 计算未修形时三分流减速器振动噪声； S4、 分别对三分流减速器输入级、 分流级和汇流级齿轮进行逐级修形逐级优化以确定 各级斜齿轮副微观几何修形参数； S5、 运行微观几何分析计算修形后三分流减速器各级斜齿轮传动误差、 斜齿轮齿面载 荷分布并获得修形后的振动响应加速度； S6、 通过编写程序将获得的振动响应加速度转换为振动能级噪声， 对比修形前后三分 流减速器各级斜齿轮副传动误差以及修形前后的振动噪声， 满足要求则输出基于逐级修形 逐级优化的三分流减速器降噪方法的修形参数结果， 否则继续调整三分流减速器各级齿轮 修形参数。 2.根据权利要求1所述的基于逐级修形逐级优化的三分流减速器降噪方法， 其特征在 于： 步骤S4中先确定三分流减速器输入级齿轮的修形优化参数， 再确定三分流减速器分流 级齿轮的修形优化 参数， 最后确定三分流减速器汇流级 齿轮的修形优化 参数。 3.根据权利要求2所述的基于逐级修形逐级优化的三分流减速器降噪方法， 其特征在 于： 步骤S4中： 齿轮修形包括齿向修鼓和齿顶修形， 修形参数包括主从动齿轮的齿向修鼓量Cbmax、 齿 顶修形量Camax、 齿顶修形长度lmax， Cbmax为齿轮副中齿向修鼓量的最大值， Camax为齿轮 副中齿顶修形量的最大值， lmax为齿轮副中齿顶修形长度的最大值； 各修形量及修形长度 取值范围为： 0 ≤Cbmax≤30mm， 0≤Camax≤40m m， 0≤lmax≤ 300mm； 优化方法通过遗传算法对轮齿修形参数进行优化求解： (1)对修形参数进行基因编码， 确定种群数量； (2)设置种群的应用基因书、 繁殖代数、 交叉算子及变异算子； (3)评价种群， 优化修形参数。 4.根据权利要求1所述的基于逐级修形逐级优化的三分流减速器降噪方法， 其特征在 于： 步骤S6中： 通过编写程序将振动响应加速度转化为振动噪声并计算一段频率区间下 的 振动噪声。 5.根据权利要求1所述的基于逐级修形逐级优化的三分流减速器降噪方法， 其特征在 于： 步骤S6中以三分流减速器各级斜齿轮副传动误差以及振动噪声作为遗传算法的优化目 标。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114880813 A 2基于逐级修形逐级优化的三分流减速器降噪方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 三分流减速器斜齿轮修形优化设计领域， 特别涉及基于逐级修形逐级 优化的三分流减速器降噪方法。 背景技术 [0002]三分流减速器具有多级同时承担输入功率的结构特点， 承载能力强； 而斜齿轮传 动在实际工程中具有传动精度高、 稳定性好、 传动效率高等优点， 是机械传动中极其重要的 传动形式。 因此， 以斜齿轮为传动部件的三分流减速器被广泛应用于运行在高速重载等极 端工况下 的水下舰艇和水下武器等装备中。 在高速重载等极端工况下， 由于多个输出轴负 载情况的不同， 引起三分流减速器斜齿轮产生啮合错位， 引起三分流减速器斜齿轮副传动 误差增大， 从而造成三分流减速器传动系统振动噪声较大。 同时， 由于三分流减速器多个输 出轴承受不同的负载， 极易造成三分流齿轮偏载， 引起齿面载荷分布不均现象。 [0003]由于齿轮传动系统的传动误差和振动噪声与轮齿修形参数之间没有明确的解析 表达式， 而且修形参数与优化 目标之间关系比较复杂， 传统的基于求导的优化方法并不适 用， 同时传统的减速器斜齿轮副大多基于单对齿轮啮合， 仅对主动齿轮进 行修形， 很少考虑 这种多对齿轮相互啮合的情形， 且由于三分流减速器具有多级输出， 对每一级修形参数 的 确定是一大难题， 因此目前， 尚无有效的三分流减速器斜齿轮修形优化的降噪方法， 所以实 现基于逐级修形 逐级优化的三分流减速器降噪是技 术人员亟需解决的问题。 发明内容 [0004]本发明意在 提供基于逐级修形逐级优化的三分流减速器降噪方法， 解决了三分流 减速器斜齿轮没有明确降噪方法的问题。 [0005]为了达到上述目的， 本发明的技术方案如下： 基于逐级修形逐级优化的三分流减 速器降噪方法， 包括如下步骤： [0006]S1、 在ROMAX中建立 三分流减速器斜齿轮模型； [0007]S2、 基于定轴轮系功率分流和齿轮啮合原理计算三分流减速器斜齿轮模型中斜齿 轮副在其啮合过程中的几何、 运动及受力情况； [0008]S3、 运行微观几何分析计算三分流减速器各级未修形斜齿轮传动误差、 斜齿轮齿 面载荷分布以及振动响应加速度， 计算未修形时三分流减速器振动噪声； [0009]S4、 分别对三分流减速器输入级、 分流级和汇流级齿轮进行逐级修形逐级优化以 确定各级斜齿轮副微观几何修形参数； [0010]S5、 运行微观几何分析计算修形后三分流减速器各级斜齿轮传动误差、 斜齿轮齿 面载荷分布并获得修形后的振动响应加速度； [0011]S6、 通过编写程序将获得的振动响应加速度转换为振动能级噪声， 对比修形前后 三分流减速器各级斜齿轮副传动误差以及修形前后的振动噪声， 满足要求则输出基于逐级 修形逐级优化的三分流减速器降噪方法的修形参数结果， 否则继续调整三分流减速器各级说　明　书 1/4 页 3 CN 114880813 A 3