发动机惰齿轮系振动仿真分析与噪声控制措施

发布时间：2017-05-30 13:02

  本文关键词：发动机惰齿轮系振动仿真分析与噪声控制措施，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：正时齿轮传动机构是内燃机的重要组成部分,正时齿轮机构的振动噪声是内燃机振动噪声的主要组成部分之一。正时齿轮系中各齿轮为悬臂安装,齿轮工作过程中承受高的转速和波动载荷,同时受到瞬时冲击负荷,更易产生较大的振动和噪声。对于高品质柴油机汽车,发动机最主要的噪声来自正时齿轮噪声。正时齿轮系的振动噪声控制,对降低内燃机整体振动噪声,改善内燃机性能,具有重要的理论意义和工程价值。论文对正时齿轮系的惰齿轮传动链进行了振动噪声分析。论文采用动力学仿真分析方法对发动机惰齿轮系进行齿形优化,降低了齿轮副内部动态激励,达到惰齿轮系减振降噪的目的。针对发动机惰齿轮系的振动噪声分析与控制,本文主要进行的研究内容如下:①通过对发动机齿轮传动机构的频率响应函数测试,获得了发动机惰齿轮系各传递路径的频响函数,研究了传递路径对发动机惰齿轮系振动噪声的影响。②建立了发动机惰齿轮系的仿真分析模型,基于频响函数测试结果,对仿真分析模型进行了正确性与有效性验证。③考虑齿轮传递误差与齿面载荷分布,对发动机惰齿轮系各齿轮轮齿进行了齿顶修缘与齿向修鼓,仿真分析得到轮齿修形的最优解。建立轮齿修形后的仿真分析模型,基于修形前与修形后的时变啮合力计算结果,对齿形优化方案进行了初步验证。④考虑发动机惰齿轮系的辐射噪声,建立了发动机惰齿轮系的声学仿真模型,在频域对发动机惰齿轮系进行了噪声数值计算,获得了修形前与修形后的惰齿轮系声压级变化曲线与声压级云图,对轮齿优化方案进行了验证。
【关键词】：惰齿轮系 频响函数 振动噪声 轮齿修形
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK403;TB535
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题来源及研究意义8-9
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 课题研究意义8-9
• 1.2 课题研究现状及发展9-12
• 1.2.1 发动机齿轮振动噪声国内外研究现状9-11
• 1.2.2 发动机齿轮修形国内外研究现状11-12
• 1.3 论文主要研究内容和章节安排12-14
• 2 发动机惰齿轮系简介及分析的基础理论14-22
• 2.1 发动机惰齿轮系简介14-16
• 2.1.1 发动机正时齿轮系工作原理14-15
• 2.1.2 发动机惰齿轮系的特点15-16
• 2.2 发动机惰齿轮系振动噪声的产生机理16-19
• 2.2.1 齿轮啮合的内部动态激励16-17
• 2.2.2 齿轮啮合刚度17-18
• 2.2.3 齿轮传递误差18-19
• 2.3 齿轮修形基本原理19-21
• 2.3.1 齿廓修形19-20
• 2.3.2 齿向修形20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 3 发动机惰齿轮系频响函数测试与分析22-38
• 3.1 频响函数试验的基本理论22-24
• 3.1.1 频响函数基本概念22-23
• 3.1.2 锤击法测试频响函数基本原理23-24
• 3.2 发动机齿轮系频响函数试验台的组成及测试系统24-28
• 3.2.1 LMS Test.Lab振动测试系统24-26
• 3.2.2 试验测点布置26-28
• 3.3 发动机惰齿轮系频响函数试验测试结果及分析28-36
• 3.3.1 激励点在双级齿轮与凸轮轴齿轮啮合处的频响函数28-30
• 3.3.2 激励点在第二惰齿轮与第一惰齿轮啮合处的频响函数30-33
• 3.3.3 激励点在第一惰齿轮与凸轮轴齿轮啮合处的频响函数33-35
• 3.3.4 结果分析35-36
• 3.4 本章小结36-38
• 4 发动机惰齿轮系动力学仿真分析38-72
• 4.1 Romax Designer软件简介38
• 4.2 发动机惰齿轮系的系统建模38-45
• 4.2.1 发动机惰齿轮系的结构及参数38-41
• 4.2.2 基于Romax Designer的惰齿轮系系统建模41-45
• 4.3 发动机惰齿轮系仿真模型验证45-49
• 4.3.1 系统响应设置45-46
• 4.3.2 仿真结果分析46-49
• 4.4 发动机惰齿轮系齿形优化49-66
• 4.4.1 双级齿轮-第二惰齿轮齿轮副齿形优化50-54
• 4.4.2 第二惰齿轮-第一惰齿轮齿轮副齿形优化54-58
• 4.4.3 第一惰齿轮-凸轮轴齿轮齿轮副齿形优化58-62
• 4.4.4 齿形优化结果62-66
• 4.5 发动机惰齿轮系时变外啮合力计算66-70
• 4.5.1 修形前发动机惰齿轮系时变外啮合力计算66-68
• 4.5.2 修形后发动机惰齿轮系时变外啮合力计算68-69
• 4.5.3 修形前与修形后时变外啮合力比较分析69-70
• 4.6 本章小结70-72
• 5 发动机惰齿轮系噪声仿真计算72-86
• 5.1 噪声分析的基本理论72-73
• 5.2 发动机惰齿轮系振动噪声仿真模型建立73-76
• 5.3 发动机惰齿轮系振动噪声模型边界条件76-80
• 5.3.1 结构振动响应计算76-80
• 5.3.2 声学边界条件求解80
• 5.4 发动机惰齿轮系振动噪声仿真结果分析80-84
• 5.4.1 修形前发动机惰齿轮系噪声计算81-82
• 5.4.2 修形后发动机惰齿轮系噪声计算82-83
• 5.4.3 噪声计算结果分析83-84
• 5.5 本章小结84-86
• 6 结论与展望86-88
• 6.1 结论86
• 6.2 展望86-88
• 致谢88-90
• 参考文献90-94
• 附录94
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录94
• B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录94
• C. 作者在攻读学位期间参与的科研项目目录94

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本文编号：407146