齿轮箱动态响应分析和噪声预测

发布时间：2020-06-17 13:19

【摘要】： 随着近代工业技术的高度发展,齿轮箱正朝着高速高效和强力方向发展,传动系统传递的功率不断增大,齿轮转速不断加快,使得振动和噪声问题更加尖锐突出。齿轮箱的噪声水平可以从客观上反映其工作状态,因此,噪声可作为齿轮箱运行状态监测的重要指标;同时,随着环境噪声标准的提高,厂家也更加注重齿轮箱出厂前的噪声检测,因此,研究齿轮箱的振动和噪声显得尤为必要。 论文课题以江苏千鹏公司振动试验台齿轮箱为研究对象,建立了该齿轮箱的直齿圆柱齿轮三维接触有限元模型和整个齿轮箱系统有限元模型,对直齿圆柱齿轮进行了接触分析,得到了直齿圆柱齿轮的综合啮合刚度激励,同时对整个齿轮箱系统模型进行了模态分析和动态响应分析,得出了齿轮箱的固有特性和箱体表面的振动响应曲线。通过齿轮箱声压和声强实验,预测了该齿轮箱噪声值,且验证了有限元分析的有效性和准确性。 本文的主要研究工作有: (1)建立了齿轮啮合三维有限元模型,对其进行了静态接触分析,计算了轮齿啮合的综合刚度激励,得到了轮齿综合刚度啮合曲线; (2)建立了整个齿轮箱有限元模型,利用ANSYS软件对模型进行了模态分析,确定了齿轮箱及箱体的固有频率和固有振型; (3)利用ANSYS软件对齿轮箱进行了动态响应分析,确定了齿轮箱箱体表面的振动位移、振动速度、振动加速度; (4)提出了“以振代噪”齿轮箱噪声预测的新方法,通过齿轮系统实验验证了该方法的准确性和有效性,并通过该方法预测了齿轮箱的噪声值; (5)对齿轮箱进行了声强实验,运用声模态法确定了齿轮箱噪声源位置,与动态响应分析结果比较,结果基本一致。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH132.41
【图文】：

齿轮箱动态响应分析和噪声预测C一D中，此时是两对齿承受载荷，齿轮的啮合综合刚度较大，啮合弹性变形较小。所以在齿轮副的连续运转过程中，随着单齿对啮合和双齿对啮合的交替进行，轮齿弹性变形会周期性变化。此外，在啮合开始时(A点)，主动轮齿在齿根处啮合，弹性变形较小;被动轮齿在齿顶处啮合，弹性变形较大。而在啮合终止时(D点)，情况正好相反。

在啮合过程中，由于单、双齿啮合的交替，会使原来由两对齿承担的载荷，突然由一对齿承担，或原来由一对齿承担的载荷，突然由两对齿承担，从而使作用在轮齿上的载荷发生突变，如图2.2所示，在单齿区F一G段，载荷较大，而在双齿区E一F段和G一H段，则载荷较小。这样由于载荷的突变也同时对齿轮系统产生了动态激励，导致了齿轮的振动和噪声。对于斜齿轮传动，由于啮合线是“点一线一点”的变化过程，啮合过程的轮齿交替不是突变的，但啮合过程中轮齿的综合啮合刚度及轮齿载荷也是周期性变化的，同样会引起啮合过程的动态刚度激励。总之，齿轮轮齿综合刚度和轮齿载荷周期性的变化，引起了齿轮传动系统的动态刚度激励。刚度激励反映在系统的分析模型中则是弹性力的时变系数，即刚度激励在性质上是一种参数激励。(2)误差激励由齿轮、轮齿的加工和安装误差引起的齿廓表面相对于理想齿廓位置的偏移。误差激励是啮合轮齿间的一种周期性位移激励。一般将齿轮的误差分为齿距误差和齿形误差

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本文编号：2717661