基于噪音消减策略的小型装载机变速箱改进设计

发布时间：2020-08-23 10:28

【摘要】：国产ZL15小型装载机的定型已经有40余年,其BYD2205型变速箱结构一直没有进行过大的改进。该变速箱结构虽然相对简单,但是在实际使用中能够满足各种恶劣工况,可靠性得到用户的认可。同时该变速箱还因为批量较大、同质化严重,具有价格低廉的优点,适应了改革开放前几十年的市场形势。随着国家的发展,社会的环保意识增强,在装载机噪声排放方面,国家已经制定了更为严格的控制标准。伴随着其它零部降噪措施的应用,变速箱已经成为ZL15装载机中的第二大噪声源。因此,对其进行噪声方面的改进势在必行。本文介绍了BYD2205变速箱的噪声测试、分析方法、降噪手段以及降噪措施的验证过程。首先,本文对BYD2205变速箱的噪声进行了测试。设计专用实验台来模拟变速箱油温、转速、负载三个方面的实际工作状态,可以近似得到BYD2205变速箱在装载机上的振动和噪声情况。利用LMS噪声测试系统收集被测变速箱的噪声数据。经过分析:首先得出变速箱噪声贡献值最大的频率信号,然后与变速箱各零件的振动频率进行对比。频率分析的结果表明,最强噪声信号与一对未磨齿的齿轮有关。这样就确定了噪声的源头。通过参考国内外齿轮传动降噪的方法,结合本变速箱的实际情况,确定了结构优化方案。该方案在不改变箱体(齿轮副中心距不变),不变动齿轮传动比(5%以内)的前提下,将直齿改为斜齿传动,新的螺旋角为15°。该方案提高了变速箱齿轮副的重合度,优化了变速箱齿轮系统的运行理论上可以有效改善变速箱的振动和噪声。此外,针对噪声贡献特别高的一对齿轮,通过结构变更实现磨齿。另一方面,因为装载机的发动机进行了排放升级,动力系统最终输入变速箱的扭矩增加26%以上。这就需要对变速箱部分零件的强度进行校核计算,以保证其可靠性。利用新的输入参数对原有变速箱的零件进行校核后发现,原有离合器的储备系数已低至0.99,不能满足使用要求。本文通过采用增加摩擦副数量的方式,使离合器的储备系数提高到1.46,满足了动力系统的要求。以上措施执行后,再次进行了振动和噪声测试,结果表明:本设计方案达到了预期的设计效果,能够降低噪声2分贝以上,并提高了产品的可靠性。是对现有产品的一次重要的改进设计,能够在一段时间内满足国内外高端市场的需求,在国内处于领先地位。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH243
【图文】：

图１－１国内外对不同功率机器外部噪声极限值要求逡逑相同功率产品对应的噪声要求虽然仍然存在一定差距，但是更严格的噪声限值要逡逑［２］

基于噪音消减策略的小型装载机变速箱改进设计

图２－１装载机传动简图逡逑

基于噪音消减策略的小型装载机变速箱改进设计

图２－２邋ＢＹＤ２２０５变速箱传动简图逡逑其中包括前进和后退各两个档位，还有空挡

【参考文献】