小模数塑料齿轮传动箱噪声的仿真研究

发布时间：2017-06-16 19:03

  本文关键词：小模数塑料齿轮传动箱噪声的仿真研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：齿轮传动箱由于其工作可靠、传动效率高、结构紧凑、传动比精确、寿命长等优点,已成为现代工业中关键零部件之一。随着科技发展和生活水平的提高,人们对齿轮传动箱提出了更多更高的技术要求,其中降噪是齿轮传动箱亟待解决的技术难题之一。齿轮传动箱的噪声水平不仅客观上能够反应其工作状态,还可以作为齿轮箱运行状态监测的重要指标。因此,对齿轮传动箱进行噪声深入研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本课题是与伟易达电子有限公司的合作项目,论文以某玩具产品的小模数塑料齿轮传动箱作为研究对象,分析了噪声产生的机理和原因并对其做了相应的优化。首先,通过建立齿轮传动箱的三维装配模型,施加与工况相吻合的载荷、驱动、约束等条件,运用动力学仿真软件对其进行仿真分析,获得齿轮传动系统的作用力。并采用有限元分析方法对小模数塑料齿轮传动箱网格划分后进行模态分析,得到其固有频率和模态振型。其次,借助动力学仿真获取的作用力作为作用力载荷对传动箱进行谐响应分析,计算出齿轮传动箱各点在时域内的位移和加速度等运动状况。然后把小模数塑料齿轮传动箱的谐响应结果作为其辐射声场的边界输入条件,利用直接边界元法对其结构进行噪声仿真分析,并结合试验验证了预测结果,为低噪声优化设计提供依据。最后,根据有限元计算结果和噪声测试结果对齿轮箱的结构进行改进调整,从而达到降噪的目的。本文结合多体动力学、有限元、边界元等方法对小模数塑料齿轮传动箱噪声问题进行了系统有效的仿真研究,并提出降噪设计优化方案,对产品的生产设计以及改进有一定的研究意义和参考价值。
【关键词】：小模数塑料齿轮传动箱 有限元 边界元 噪声仿真 降噪
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 引言9
• 1.2 课题的工程背景和意义9-11
• 1.2.1 课题的工程背景9-10
• 1.2.2 课题的研究意义10-11
• 1.3 小模数塑料齿轮传动箱的特征及噪声来源11-12
• 1.3.1 小模数塑料齿轮传动箱的特征11
• 1.3.2 小模数塑料齿轮传动箱的噪声来源11-12
• 1.4 国内外研究状况12-15
• 1.4.1 国外研究状况12-13
• 1.4.2 国内研究状况13-15
• 1.5 工程上的可行性分析15-16
• 1.6 论文的研究目的和主要研究内容及方法16-19
• 1.6.1 论文的研究目的16-17
• 1.6.2 论文的主要研究内容17-18
• 1.6.3 论文的主要研究方法18-19
• 1.7 本章小结19-20
• 第二章 小模数塑料齿轮传动箱三维建模及多体动力学仿真20-32
• 2.1 小模数塑料齿轮传动箱参数化三维建模21-24
• 2.1.1 基于特征的三维零件建模21
• 2.1.2 零件的参数化建模流程21
• 2.1.3 小模数塑料齿轮传动箱的参数化建模21-23
• 2.1.4 基于Pro/E的齿轮传动箱虚拟装配23-24
• 2.2 小模数塑料齿轮传动箱的多体动力学仿真分析24-30
• 2.2.1 多体动力学概述24-25
• 2.2.2 多体动力学理论25-27
• 2.2.3 齿轮传动箱传动系统动力学仿真分析27-30
• 2.3 本章小结30-32
• 第三章 小模数塑料齿轮传动箱模态分析及谐响应分析32-44
• 3.1 小模数塑料齿轮传动箱模态分析32-38
• 3.1.1 模态分析理论32-34
• 3.1.2 模态分析方法34-35
• 3.1.3 箱体有限元模型的建立与边界条件的确定35-36
• 3.1.4 箱体有限元模态分析结果36-38
• 3.2 小模数塑料齿轮传动箱谐响应分析38-43
• 3.2.1 谐响应分析理论38-39
• 3.2.2 谐响应分析方法39-41
• 3.2.3 齿轮传动箱有限元边界条件及载荷的确定41
• 3.2.4 齿轮传动箱谐响应分析结果41-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第四章 小模数塑料齿轮传动箱辐射噪声的仿真分析44-60
• 4.1 噪声的量度45-47
• 4.1.1 噪声的客观量度45-46
• 4.1.2 噪声的主观量度46-47
• 4.2 边界元理论分析47-51
• 4.2.1 齐次声学波动方程47-49
• 4.2.2 齐次Helmholtz方程49
• 4.2.3 直接边界元法的基本原理49-51
• 4.3 齿轮传动箱辐射噪声仿真分析过程51-56
• 4.3.1 声学边界元模型的建立52-53
• 4.3.2 声学边界元场点网格的建立53-54
• 4.3.3 声学边界元计算结果分析54-56
• 4.4 齿轮传动箱辐射噪声工程测试验证56-59
• 4.4.1 工程测试方法及测试设备56-57
• 4.4.2 测试结果数据57-58
• 4.4.3 测试结果与数值仿真结果对比58-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 小模数塑料齿轮传动箱降噪设计60-68
• 5.1 齿轮传动箱降噪方案的确定60-63
• 5.2 齿轮传动箱降噪方案的分析比较63-67
• 5.2.1 方案一分析63-64
• 5.2.2 方案二分析64-65
• 5.2.3 方案三分析65-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第六章 总结与展望68-72
• 6.1 总结68-69
• 6.2 本文的创新点及工程效益69-70
• 6.3 展望70-72
• 致谢72-74
• 参考文献74-77
• 攻读学位期间的研究成果77

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