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1、针对单个齿轮副和变速器总成两方面的敲击特性，笔者利用专用的敲击试验装置测试多工况敲击相关数据。首先,对振动噪声数据进行有效能量叠加处理和对齿轮副在啮合线方向上速度差标准差的计算，得到单个齿轮副和变速器总成的敲击特征曲线；其次，提取相应的特征参数分别建立单个齿轮副和变速器总成的敲击特性量化评价指标向量；最后，用量化评价指标对某5档变速器的敲击问题进行了量化分析及问题点确定，并对优化前后的变速器进行了敲击性能量化对比。结果表明：量化指示与主观评价结果有较好的一致性，证明量化评价指标对变速器敲击问题优化和评价具有一定的指导意义。引言变速器齿轮副敲击振动可通过轴系传递到变速器壳体，引起壳体振动特征的变
2、化，同时会产生壳体辐射噪声特征的变化，两种特征变化均可用来判断敲击的发生1-3。为了从源头优化变速器敲击问题，对敲击的研究工作主要基于两个方面开展。一方面通过优化动力传动系匹配设计，如离合器减振参数优化、应用双质量飞轮等，来降低变速器输入扭振的水平，以达到减小敲击的目的U,3-5；另一方面，通过优化变速器自身相关参数以降低其敲击水平也是重点关注的方向。BranCati等研究了润滑油膜对敲击的影响，给出了有效的油膜阻尼数学模型。丁康等基于刚柔耦合模型对敲击各影响因素进行分析得出，合理的设计齿轮系统参数可以把敲击控制在理想范围。Bozca等利用经验模型来优化变速器齿轮模数、齿数、侧隙、轴向间隙等几
3、何参数使变速器敲击降低了14%。文献9-12还对齿轮偏心对敲击的影响进行了研究。在国内，以上两方面工作很少得到整车厂和变速器供应商重视。虽然一些高等学校对此进行了一些理论方面的探索，然而鲜有合理的试验支持。对于传动系统低扭振匹配设计需要合理的目标输入作为参考，对于变速器自身的敲击性能优化，不但需要合理的方法来明确优化方向，还需要合理的评价手段来评判优化结果。基于变速器总成敲击试验，并通过计算转速差标准差和振动能量叠加的数据处理方式，笔者分别对齿轮副敲击特性和变速器总成敲击特性进行了研究并提出了相应的量化评价指标。1敲击试验台架搭建和数据测试图1所示试验装置主要用于变速器敲击振动噪声测试,主要由
4、驱动电机、输出测功机、伸缩轴3个功能件组成。位于半消声室内的驱动电机为高动态永磁电机，具备特殊的扭矩转速特性，能够模拟内燃机的燃气压力与活塞往复惯性力，可实现发动机的输出扭矩特性。永磁电机设计主要针对实现低惯量和满足最小安装尺寸两个方面，变速器输入轴可以直接与之联接。两个输出测功机固定在消声室外墙两侧的基座上，通过穿墙轴组件与消声室内可伸缩轴联接，可以运用设置整车模型参数来进行行驶工况模拟。变速器输出端与可伸缩轴之间直接通过半轴联接。在半消声室内，除被测变速器之外，包括驱动电机在内的其他装备都做了专用的声学包裹处理。驱动电机和输出测功机的基本参数分别见表Io发动机输出扭矩特性可表示为其转速和油
5、门开度的相关函数。对于每一组固定的转速和油门开度值，均可通过发动机台架试验获得稳态的扭矩时域数据。通过傅里叶变换，时域数据可表示为平均扭矩与若干谐次动态分量之和(p=0.5,1.0,1.5,.)(1)其中：Tm为扭矩T的平均分量；TP为扭矩T的各谐次动态分量；n为输入轴平均转速；为各谐次相位。通过输入以上相关参数，驱动电机可模拟相应工况的发动机输出扭矩。经过对多工况测试数据的插值处理可获得所关心工况范围的发动机输出扭矩特性。试验采用DSFlol0.00SHV转速传感器采集变速器内5个档位齿轮副转速。由于被测变速器倒档采用非同步器结构，倒档惰轮在各前进档工况不参与啮合运转，因此倒档惰轮不作为本次
6、测试的对象。采用PCB-356A23振动加速度传感器采集输入轴轴承盖中心位置振动加速度。采用PCB-HT378B02麦克风采集加速度传感器附近距箱体10cm位置处声压Fig.2Layoutoftestsensor试验针对不同档位设置了相同的系列测试工况。测试工况涉及输入平均转速n、输入平均扭矩Tm和动态扭矩波动TP三种变量的组合。设定的测试工况均属于变速器在整车上易发生敲击的工况范围。试验模拟四缸内燃机动态扭矩波动作为变速器的输入扭矩激励源。四缸机动态扭矩波动主要表现为二阶主谐次及其整数倍谐次，其中二阶主谐次占据主导地位，其激励频率为输入轴转频的二倍。为了简化研究，此次试验仅模拟四缸内燃机二阶
7、动态扭矩波动(如图3),其频率为输入轴转频二倍、幅值在25S内，由0N.m线性扫描到110Nm.2敲击性能评价指标提取以表3中的两种工况为例，详细阐述试验数据的分析及两类变速器敲击性能评价指标提取过程的方法。2.1 齿轮副敲击性能量化评价指标提取根据渐开线齿轮啮合原理，可得齿轮副在啮合线方向上的传动关系式(2)其中：Av为齿轮副在啮合线方向上的线速度差值；OMK分别为主从齿轮的角速度;rZ,rK分别为主从齿轮的基圆半径。齿轮副未发生敲击时，主从动齿轮啮合不发生分离，除传递误差的微小影响外，主从动齿轮在啮合线方向的线速度保持一致，即Av近似等于零；齿轮副发生敲击时，主从动齿轮之间产生连续的分离-
8、结合动作，其在啮合线方向的线速度关系会发生明显改变。图4(a)为工况1中五档齿轮副转速数据处理结果，其上方为二档齿轮副Av曲线，横坐标为时间t。曲线特征表明，在14S时间点之后转速差幅值呈近似线性增加趋势，可断定此点为近似的齿轮副敲击起始点。为了直观地表现其变化趋势，现将转速差曲线沿横坐标均分为n个数据段Avl,Av2,，vn,每个数据段有m个数据点，对每段数据计算标准差(3)图4工况1五挡齿轮副和工况2二档齿轮副Av与V曲线Fig.4GearpairvandVcurveatthe5thgearpairofthecondition1andthe2ndgearpairofthecondition
9、2其中:为vn的平均值。由式(3)计算可得图4(a)下方的。V曲线，即转速差标准差曲线，其可反应齿轮副敲击的剧烈程度，称之为齿轮副敲击烈度。同样可提取V曲线的特征参数：C点作为。V曲线的突变点，其时间坐标tC与Av曲线中识别到的齿轮副敲击起始点时间坐标相当，因此C点可近似的作为齿轮副敲击起始时间点。同时,基于敲击点C的齿轮副转速数据计算得到主动齿轮的角加速度波动幅值。,其是在保证齿轮副不产生敲击的条件下主动齿轮允许输入的最大角速度波动幅值。V在敲击点后对时间t的敏感程度SG可反应敲击烈度随时间t的变化趋势。同样可以定义特征向量IGIG=tC,SG(4)据上述分析，特征向量IG包含的信息可以较准
10、确的量化还原V曲线。图4(b)为工况2中二档齿轮副的处理结果，其数据特征与工况1相同。其余齿轮副的数据处理结果均表现出相同的数据特征。可通过试验获得IG的矩阵，其可作为齿轮副敲击性能量化评价指标，以用来确定变速器内部各个齿轮副敲击发生的先后顺序以及强烈程度，可为变速器自身的敲击性能优化提供参考。2.2 变速器总成敲击性能量化评价指标提取图5(a)为工况1变速器壳体振动加速度的数据处理结果，其横坐标为变速器输入扭矩激励幅值TP,上半部分为测点的壳体振动加速度色图。当TP值在42Nm以下时,色图中各频率壳体振动加速度幅值在TP增大的方向基本保持一致，当TP值超过42Nm以后，壳体振动加速度幅值开始
11、逐渐增大且逐步向更宽频率范围扩展，其特点与敲击引起的宽频振动特征相同，根据文献1-3中敲击发生的判断方法，可以确定42Nm输入扭矩激励幅值点为近似的敲击起始位置。色图仅能给出粗略的变速器敲击随TP的变化特征，为了能更直观的表现变速器敲击随TP的变化趋势，现将壳体振动加速度色图中每一输入扭矩激励幅值点的振动加速度幅值沿频率坐标方向以能量的表达方式进行叠加处理E(Tp)=a2(Tp,f)df(5)图5工况1和工况2变速器壳体振动色图与能量曲线Fig.5Transmissioncasevibrationcolormapandenergycurveatthecondition1and2其中:a为输入扭
12、矩激励幅值TP时壳体测点在频率f时的振动加速度；df为频率分辨率；fl,f2分别为所关心敲击振动频率范围的下限和上限值；E(TP)为输入扭矩激励幅值TP时壳体测点的振动加速度平方和，称之为敲击能量。通过式(5)计算可以得到图5(a)中的振动能量趋势曲线。能量趋势曲线随激励的变化特征与变速器内众多齿轮副参与敲击的顺序和敲击强度大小有直接而复杂的关系，对此将在后续论文中做深入的研究，文中首先主要基于此特征提出并验证变速器总成敲击的量化评价指标。能量趋势曲线前段和后段均近似线性，中间部分为曲线，通过做延伸线可近似获得A,B两个交点。基于敲击能量曲线的变化特征可将其分为3段：在A点之前的低输入扭矩激励
13、幅值区域，振动能量随TP增加基本保持恒定，称为能量恒定段；在A,B点之间，敲击能量随TP增加呈缓慢上升趋势，称之为能量缓升段；在B点之后，敲击能量随TP增加呈近似线性上升状态，称之为能量线性上升段。根据分段处理可提取能量曲线的特征参数:能量恒定段幅值EO可视为所在工况的背景噪声，将能量曲线减去背景噪声E0,可近似认为所得曲线为纯敲击振动噪声能量曲线。A点作为能量增加的近似起始点，其输入扭矩波动幅值TPA与色图中识别到的42Nm敲击起始点基本相当，因此能量曲线上的A点可作为近似的敲击起始点。利用能量缓升段TP的增量TPAB和能量增量AE以及能量线性上升段E对TP的敏感程度SS能够反应敲击能量随T
14、P的变化趋势。定义特征向量ISIS=TPA,TPAB,AE,SS(6)据上述分析，特征向量IS包含的信息可以较准确的量化还原敲击能量趋势曲线。图5(b)为工况2的数据处理结果，其数据特征与工况1相同。其余工况的数据处理结果均表现出相同的数据特征，采用壳体辐射噪声数据作为处理对象也能得到相同的数据特征。对于变速器总成，规定合理的数据采集点后，通过试验获得多工况IS向量并组成IS矩阵，其可作为变速器总成敲击性能量化评价指标，以用来评价不同变速器之间敲击性能的差距以及同一变速器敲击性能优化后的改进程度。3量化评价指标应用某汽车公司新开发Vl车型搭载某公司五档变速器Bl,要求变速器敲击性能需达到市场同
15、档V2车型所搭载的变速器B2水平。基于试验台架，在平均输入转速为1800rmin平均输入扭矩均为70Nm工况下对Bl和B2的敲击性能进行主观对比评价，台架运行方式与文中试验相同。变速器敲击评价涉及噪声大小、声品质以及心理声学等多方面内容，当前主观评价是对其进行评估的主要手段11J2,文中评价由5名具有47年变速器NVH性能评价经验的工程人员共同完成，分数SC值为5人评分的平均值。评价主要基于敲击起始点、敲击噪声上升的缓急、声品质3个方面综合进行。表4中评价结果表明，Bl在35档的敲击性能相比B2较差。通过每次仅拆除一个从动齿轮(空转齿轮)并进行主观对比评价可以确定，当拆除1档或2档空转齿轮时敲
16、击改善效果最为明显；通过试验获得BI的IG指标值，见表5,表中加深部分表示选中档位的齿轮副不会发生敲击。在35档时，Bl的1,2档齿轮副相比其他齿轮副具有较小的敲击起始时间和较大的敲击剧烈程度，尤其是1档齿轮副，与通过主观评价方式确定的问题点吻合。据此，可确定1,2档空转齿轮对35档时的敲击具有主要的贡献度，为降低高变速器敲击敏感度，可将1,2档空转齿轮作为主要的优化目标。表4Bl和B2敲击性能主观评价得分Tab.4SubjectiveevaluationscoreofB1andB2rattleperfonnanceTPA根据主观估计的敲击起始时间点与输入扭矩曲线对应获取为了优化Bl的敲击性能
17、，分别从降低从动齿轮的敲击敏感度和增加变速器抵抗扭振的能力两个方面进行了改进。降低从动齿轮敲击敏感度：基于文献山的齿轮敲击原理，在满足最低设计强度要求下，通过拓扑优化使1档从动齿轮和2档从动齿轮惯量分别减小11%和9%；在满足最低的设计传动效率要求下，提升润滑油面15mm并使用BOTl30具有较高黏度的润滑油。以上两种措施使得从动齿轮更容易获得较大的减速度，以增强其跟随主动齿轮速度波动的能力，以增大抗敲击能力。增加变速器抵抗扭振的能力：由于设计空间和设计总质量的限制，对于BI仅能通过设计变动使主减速器大齿轮增加15%转动惯量，以增强变速器对扭矩波动的抑制能力，从而减小对从动齿轮的扭转激励。表5
18、中BN为BI的优化后状态，与优化前相比，在35档时其1,2档齿轮副IG指标有明显的改善。图6为基于试验获得的Bl优化前后的V对比曲线。图7为基于试验获得的Bl优化前后以及B2的敲击能量对比曲线，表7为基于敲击能量曲线提取的Bl优化前后以及B2的IS指标值。由表6数据可知，Bl优化前的IS指标值明显差于B2,Bl优化后(BN)的IS指标值较大程度的缩小了与B2的差距。表7为Bl优化前后的主观评价结果：优化后的Bl(BN)相对优化前35档敲击性能有较大的改善，虽然仍不能达到B2的水平，但已经有很小的差距，与表6中BI优化前后的客观对比评价结果比较一致。表5B1和BN敲击性能IG指标值Tab.5IG
19、indexvalueofB1andBN%为B1指标改善率图635档状态下1,2档齿轮副优化前后V对比曲线Fig.6Vcontrastcurveof1stand2ndgearpairatthe3rd,4th,5thgearstate图735档优化前后敲击能量对比曲线Fig.7Rattleenergycontrastcurvebeforeandafteroptimizationatthe3rd5thgearstate表6B1,BN和B2敲击性能IS指标值Tab.6ISindexvalueofBl,BNandB2表7Bl,BN敲击性能主观评价得分Tab.7Subjectiveevaluationsc
20、oreofBlandBNrattleperformanceTPA根据主观估计的敲击起始时间点与输入扭矩曲线对应获取通过实际应用表明，利用单个齿轮副敲击强度评价指标IG可确定变速器中易发生敲击的齿轮副，能够为变速器敲击优化工作提供参考；利用IS指标可用于单个总成敲击性能优化结果的对比评价，也可用于不同总成敲击性能的对比评价。4结束语通过专项试验采集变速器壳体振动、以及齿轮副转速3类数据，并对测得数据进行的数学处理和分析，可得到以下结论：通过计算得到齿轮副在啮合线方向上的线速度差的标准差曲线，可清晰地表明齿轮副敲击强度的动态趋势，从中可提取齿轮副敲击起始时间点、敲击起始点主动轮角加速度波动幅值和敲
21、击后曲线对时间的敏感度3个特征参数。由以上3个参数组成的特征向量IG可以较准确的量化还原。V曲线，因此可将其作为齿轮副敲击性能量化评价指标。使用相似的方法可获得变速器总成敲击性能量化评价指标ISo利用评价指标IG分析了某5速变速器中各齿轮副敲击发生的先后顺序以及敲击的剧烈程度，从而识别出易发生敲击的齿轮副，基于此对问题点进行了优化。利用变速器总成敲击性能量化评价指标IS对优化前后以及对标变速器进行对比评价，确定优化后的变速器敲击性能有较大的提升，与对标变速器缩小了差距，与主观评价结论基本一致。证明两种量化评价指标对变速器敲击问题的优化具有一定的指导意义。今后将对能量趋势曲线能量缓升段产生的原因
22、和机理进行详细探讨。对量化评价指标的结构形式做进一步的优化，使之应用更加合理方便。根据文献山中的齿轮副敲击发生条件，PPC还可以用来估计从动齿轮（空转齿轮）的拖曳力矩，以用作齿轮敲击建模参数的识别；IS还可以用作传动系低扭振匹配设计的参考目标。变速器敲击噪声心理声学评价研究摘要：变速器齿轮敲击噪声具有声压级跳跃和宽频带特征，传递到车内会引起驾乘人员烦恼，进而对汽车的NVH性能造成影响。而传统A计权声压级不能全面有效地反映敲击。摘要：变速器齿轮敲击噪声具有声压级跳跃和宽频带特征，传递到车内会引起驾乘人员烦恼，进而对汽车的NVH性能造成影响。而传统A计权声压级不能全面有效地反映敲击噪声特征，导致敲
23、击噪声得不到全面有效的评价。因此，为了全面地对变速器敲击噪声进行评价，基于心理声学理论，对变速器敲击室内台架试验噪声分别进行主观评价试验与客观心理声学参数计算，然后对主观评价结果与各个心理声学参数结果进行了相关性分析，发现语言干扰级、响度、粗糙度、尖锐度与主观评价结果相关系数都超过了0.9o在此基础上运用多元线性回归方法建立了变速器敲击噪声评价预测模型，并对模型进行了检验与验证，结果显示回归系数高达0.936,且预测误差也在10%以内，可为变速器敲击噪声评价提供参考。.-3刖汽车由多个复杂系统组成，各个系统都会带来NVH问题，且具有其独特的NVH特征1。变速器作为动力传动系统的主要部件之一，其
24、NVH问题会在很大程度上影响汽车的NVH性能。其中变速器敲击噪声具有声压级跳跃和宽带特征，当前还缺乏全面有效的指标或模型对其进行评价。人耳的听觉机制十分复杂,使得敲击噪声评价具有一定难度。然而基于人耳听觉感知特性的敲击评价方法及模型是敲击噪声控制的基础和前提。因此，如何建立考虑人听觉特性的敲击噪声评价模型，就成为了敲击噪声控制、优化必须解决的一大关键问题。Bodden等在针对齿轮箱敲击噪声的评价时，考虑到齿轮箱敲击噪声和发动机的撞击声比较接近，提出了“个性化评价”方法，但是其主要运用于车内噪声评价。西南交大的高思奇对变速器进行了动力学仿真和整车试验。对变速器敲击的评价提出了能量波动指标。廖芳利
25、用噪声相对量辨识方法对变速器敲击噪声进行分析，辨识出整车上齿轮敲击噪声的发生时刻、频率范围和水平。吴光强等5基于变速器整车试验，提出了整车敲击评价模型。蔡龙生6对变速器进行了振动噪声试验，得到了一些齿轮敲击现象的特征，从而能定性的判断出是否发生了齿轮敲击现象。综上所述，学者们在变速器敲击噪声评价上取得了一定成果。然而这些评价方法大多都是针对车内的敲击噪声进行评价，目前针对敲击台架噪声评价的研究相对较少。基于此,运用考虑了人耳听觉感知特性的心理声学理论，本文在借鉴国内外研究的基础上，首先进行了变速器敲击噪声台架试验，采集到了台架试验噪声样本。运用等级评分法对噪声样本进行主观评价试验。其次，计算了
26、Al指数、抖动度、随时间响度、粗糙度、尖锐度、SIL-4、音调度等心理声学客观指标和平均声压级、A计权声压级。利用相关分析阐述了不同心理声学参数与主观评价结果的关联性。最后通过多元回归分析，建立了变速器台架试验敲击噪声评价模型。1敲击噪声主、客观评价1.1 噪声样本本次试验在半消声室内进行，试验台架为AVL公司开发的高动态特性台架，由一个驱动电机、两个加载电机构成，其中，驱动电机布置于半消声室内部，由隔音罩包围。整个台架动态性能良好，可以实现输入转速波动，并且波动量大小连续可调。台架构造如图1所示。图1台架结构示意图试验对象为在整车试验中出现了敲击现象的某型变速器，该变速器搭载四缸发动机，因此
27、在台架上模拟其2阶输出波动激励。采用LMS数据采集系统对变速器近场噪声进行实时采集，3个G.R.A.S麦克风分别布置于距变速器包络面10Cm处的变速器上方、前方、后方。试验工况为各档位下，输入转速分别在600r/min800r/min、1000r/min1200rmin基础上连续动态波动。其中挂三挡、输入转速600r/min、转速波动60秒内从0r/min波动到80r/min工况采集到的变速器近场噪声colormap图如图2所示。图2变速器近场噪声COlormaP图主观听音发现在23秒左右可以明显感受到敲击噪声。将得到的敲击噪声明显、其他杂音相对较小的声音文件进行截断处理，得到了敲击程度不同的
28、22组噪声样本，每个样本长度为5秒，用于后续主观评价试验和心理声学参数计算。1.2 主观评价试验主观评价是以人为主体，通过问卷调查或评审团评议的形式，并运用试验心理学来研究噪声问题的一种评价方式。国际上常用的方法有成对比较法、语义细分法、排序法、等级评分法等7。本次主观评价试验流程图如图3所示。图3主观评价流程图成对比较法简单易行，且评价是相对的，评价过程中成对的播放声音样本供听音主体做出主观评价，特别适用于声音之间有微小差异的情况，但其数据量是随着样本数据量的平方增长的。语义细分法是一种多元尺度评价方法，主要是根据评价主体运用意义相反的形容词对声音样本进行登记描述，可以对多个评价指标或多个尺
29、度进行综合评价。排序法常用于快速、简单的主观评价中，但只能得出各个样本之间的相对好坏，无法对样本的好坏进行量化8。等级评分法是将声音的某个特性划分为不同的若干个等级，然后将各个等级以不同的分数形式表现出来，以分数的形式将抽象的印象概念具体化，最后将得到的分数值汇总，计算其算术平均值，将其视为该样本的声品质的品质等级。这个方法相对而言比较容易操作，对于评价者而言也相对轻松，但这也要求在听音试验进行之前对评价者进行培训，了解评分的细则，进行一定程度的听音训练9。另外，等级评分法需要对评价结果进行有效性处理。通过对几种主观评价方法的比较，综合本次试验的实际情况，选择等级评分法对此次试验获得的噪声样本
30、进行主观评价，等级划分采用常用的车辆噪声评价的10等级评价尺度。研究表明50人组成的评审团和20人组成的评审团评价结果得分均值与标准差几乎相同10-11。因此20名评价者的评价结果就可以满足统计学要求。本次主观评价试验选择26名评价主体，其中女生7名，男生19名，评价人员包含了NVH工程师、在读研究生，他们都身体健康、听力正常。在主观评价试验之前，对每个评价者进行噪声样本说明与训练，主要为了让评价者熟悉噪声样本与评分标准。主观评价打分表如表1所示。一般来说，如果样本数小于等于30,则利用斯皮尔曼等级相关统计表对数据进行分析12。因此利用斯皮尔曼等级相关系数对主观评价结果进行检验，计算每个评价者
31、的评价结果与其他评价者相关系数的算术平均值，计算结果如表2所示。由于1、3、15、20、22号评价者与其他评价者的平均相关系数低于0.7,故去除这些结果口引，对于剩下的主观评价结果，计算去除一个最高分和一个最低分剩下结果的算术平均值，作为最后的主观评价结果。斯皮尔曼等级相关系数的表达式为表1敲击噪声主观评价打分表其中：Ri是第i个X值得秩，Si是第i个Y值得秩，、分别是Ri、Si的平均值。1.3 客观评价试验主观评价可以直接反映评价主体对声音样本的感受，但是评价主体又容易受到外部环境干扰，而且个体之间也存在差异。因此，利用客观心理参数建立变速器敲击噪声评价模型可以很好的避免上述问题，还可以对其
32、进行数值化的评估。常见的心理声学参数有响度、粗糙度、尖锐度、语音清晰度（Al指数）和音调度等。本文选择选择HeadArtemiS9计算语音清晰度、波动度、粗糙度、尖锐度、音调度、平均声压级、SlL-4、平均A计权声压等客观心理声学参数。通过前面的主观评价和客观评价，得出了22个声音样本的主观得分和客观参数计算结果，最后结果如表3。2敲击噪声评价模型组织评价者进行主观听音试验可以对各种噪声进行直接评判，直观反映了人们对于某种噪声的感受，然而主观评价试验费时费力，而且由于每个人个体之间的文化、经历等各方面的差异，使得主观评价结果存在很大的差异14。因此，为了更好地研究变速器敲击噪声，有必要分析主观
33、评价结果和客观评价之间的相互关系，希望能找到和主观评价相关性高的一个指标或者多个指标的组合模型。表2主观评价结果平均相关系数表3客观心理声学参数评价结果相关分析是根据实际观测数据，对两个或两个以上的变量之间的关系密切程度进行分析的一种统计方法。而回归分析是确定具有相关关系变量的表达式并进行统计推断的一种统计方法。他们都是研究和处理变量之间关系的数理统计方法。回归分析是建立在相关分析基础之上，对其进行补充，研究变量之间的数学关系式，并进行预测；相关分析是回归分析的前提，对于相关性低的变量进行回归分析是没有意义的15。因此，为了建立变速器敲击噪声评价模型，本文运用相关分析和回归分析对主观评价结果和
34、心理声学参数的相互关系进行研究。2.1相关分析(1)声压级与A计权声级齿轮敲击现象发生后，啮合非承载齿轮之间来回撞击，辐射的噪声使变速器近场声压值升高，敲击噪声具有声压级跳跃现象，有必要研究计权与非计权声压级与主观评价结果的关系。声压级与计权声压级同主观评价结果的关联情况如图3和图4所示，经过计算，其相关系数分别为-0.927、-0.850。(2)Al指数与SIL-4Al即是语言清晰度9,是一个百分比参数，主要是对于语言可辨别程度的描述。语言干扰级定义为中心频率600Hz4800HZ的6个频段声压级的算术平均值U引。语音清晰度指数与语言干扰级同主观评价结果的关联情况如图5和图6所示，其相关系数
35、分别为0.872、-0.902。图3声压级与主观评价结果相关性图图4A计权声级与主观评价结果相关性图5AI指数与主观评价结果相关性图图6SIL-4与主观评价结果相关性(3)响度与粗糙度响度与粗糙度同主观评价结果的关联情况如图7一图8所示，它们与主观评价结果的相关系数分别为-0.946、-0.906。图7响度与主观评价结果相关性图(4)波动度、尖锐度与音调度图8粗糙度与主观评价结果相关性图波动度、尖锐度、音调度同主观评价结果的关联情况如图9图11所示，它们与主观评价结果相关系数分别为-0.117、0.767-0.955o图9波动度与主观评价结果相关性图图10尖锐度与主观评价结果相关性图U音调度与
36、主观评价结果相关性图2.2回归分析相关分析结果显示声压级、语言干扰级、响度、粗糙度、尖锐度与主观评价结果相关系数都超过了0.9,因此对这些参数与主观评价结果进行多元回归分析。将1-19号声音样本作为模型的输入，20-22号样本用于对模型进行检验,以上述心理声学参数为输入变量，主观评价结果为输出变量，利用步进方式进行多元线性回归计算，在计算过程中，如果F检验的P值大于0.05将会被自动消除。计算结果输入如表4所示。通过表4可以看出，音调度、尖锐度、声压级、语言干扰级的显著水平都大于0.05,表明其概率较小，最终都未能进入模型，所以，根据表格可以得出主观和客观多元线性回归模型为其中：SR为变速器敲
37、击噪声评价模型，N为响度；R为粗糙度。公式(2)即为通过变速器敲击台架试验采集到的噪声计算出来的评价模型,根据表4可以看出，模型的相关系数达到了0.967,调整后的线性回归系数也达到了0.936,模型中参数置信概率也都低于0.05,符合多元回归检验标准。模型的回归标准化残差图如图12所示。图12主观评价的标准化残差图表4多元回归结果可以看出并无离群值，符合回归模型的基本假设，最后利用计算值与实际评价值对模型的进行检验，检验结果如表5所示。表5基于多元线性回归声品质预测预测误差都在10%以内。所以，多元线性回归模型（公式2）可以作为变速器敲击台架试验噪声评价参考模型。3结语通过对某型具有敲击噪声的变速器进行敲击台架试验，得到不同程度的敲击噪声样本，对其进行主观评价与客观心理声学参数计算，并通过平均相关系数对主观评价结果进行检验，去掉了几组相关系数差的数据，然后对主、客观评价结果进行相关性分析，得到了如下结论：相关分析可以看出，对于变速器敲击台架噪声，声压级、语言干扰级、响度、粗糙度、尖锐度与主观评价结果相关性都超过了0.9,其中尖锐度与主观评价结果的关联度达到了0.955。运用多元线性回归分析，建立了变速器台架试验敲击噪声评价模型，并对模型进行了显著性检验和标准化残差分析，为变速器敲击噪声评价提供了参考。
