大马力拖拉机变速器的NVH特性分析与试验

发布时间：2020-06-13 12:33

【摘要】：本课题以东方红某款大马力拖拉机的变速器为分析对象,研究分析其振动噪声特性。课题首先以变速器的装配体为例,建立并验证有限元模型;其次对其进行动力学分析及声学特性分析;最后以变速器壳体及齿轮为设计研究对象,利用有限元分析软件对其进行降噪设计,为变速器的降噪提供设计方法。1)、选择大马力拖拉机的变速器为研究对象,应用UG三维建模软件建立箱体的三维模型,将模型导入ANSYS Design Modeler几何设计模块,应用ANSYS Mesh模块划分有限元网格,设定其材料属性参数,建立箱体的有限元模型。应用ANSYS Workbench仿真平台对装配体进行计算模态分析,再进行模态试验,将结果与仿真数值对比后验证仿真模型的准确性;2)研究变速器振动噪声的来源和产生机理。根据变速器实际工作状态,进行振动响应试验,用于测试的系统包括动态信号测试系统DH5922、数据采集及分析系统DHMA、压电式加速度传感器DH131E。以变速器装配体实物为目标,进行试验振动响应分析。运用UG三维软件建立变速器有限元模型,利用动力分析学软件ADAMS对不同档位下的变速器齿轮转动进行动力学仿真,计算出齿轮激励,并将其导入到Virtual Lab中NoiseVibration声振分析模块中进行振动响应分析,得到变速器箱体表面的的振动加速度数值。将试验结果与仿真结果对比,验证了振动响应分析有限元仿真手段的准确性;3)、利用噪声测试实验得到拖拉机传动系的噪声值,其中声学试验设备包括:PCB声学传感器,PXI-1036数据采集箱和PXI-6221数据采集卡、嵌入式采集软件Lab VIEW Singnal Express;4)、变速器噪声的仿真分析:将实验测得的数据在与仿真结果经性对比之后导入到有限元模型中,运用声学仿真软件LMS Virtual Lab的声学分析模块,将动力学仿真结果数据作为激励输入模型中,选择边界元法(即BEM),设置相应声学分析参数,通过变速器的噪声仿真分析计算得到变速器的振动噪声数值信号;结合试验测的传动系噪声,利用声学计算公式计算各工况下变速器在传动系中的声学贡献量的频域图,即声学贡献量与频率的关连图。可以有效直观地反映出变速器固有频率及工作频率对噪声的影响;5)、提出降低变速器振动噪声的设计方法,对前面得到的声学贡献量分析结果,在理论分析和试验的基础上,进行数据处理分析,针对分析得到的变速器振动噪声特性,并对其有限元模型进行结构上的修改,并通过有限元仿真对比证明降噪方案的合理性与准确性。
【图文】：

路线图,优化设计研究,变速器,噪声

7图 1- 1 变速器噪声优化设计研究路线对变速器的降噪设计方法的研究技术路线如图1-1所示。首先选定分析对象，对其进行正确性验证，若模型可行，进行有限元分析。对变速器的各种工况进行振动响应试验，将试验测得的振动加速度作为边界条件导入到LMS Virtual Lab的 Acoustics模块中进行变速器的声学仿真分析。将试验采集传动系噪声与仿真得到的变速器噪声进行相关计算，得到变速器对传动系的声学影响，找出问题关键所在并提出改进方案。对修改后的模型进行中再一次的声学分析，，并将结果与原模型的结果对比，直至优化的分析结果符合要求

变速器

变速操纵机构的功用是将各变速滑动齿轮拨到所需要的位置，使拖拉机获得不同的前进速度、倒退速度和实现空档停车。为了防止挂好的档位自动脱档和乱档，相应地在变速机构中还有锁定和互锁机构。2.2.2 噪声的激励变速器作为一个能使车辆获得不同的牵引力的机构，全靠其能改变发动机传递到驱动轮上的转矩及转速，由此可得其本身就是一个复杂的机械系统，包含齿轮、传动轴、轴承、同步器以及箱体等一系列零部件，又可以称为齿轮箱。在齿轮啮合传递转矩和转速的过程中，啮合冲击会产生的振动，这种冲击的产生原因是轮齿的工艺设计或者是装配误差等因素。振动并通过轴、轴承以及箱体，箱体的振动会对周围形成辐射噪声，这便是变速器噪声产生的全过程：产生激励、传递振动以及辐射噪声。变速器的噪声的研究应着重从激励与辐射这两大方面入手。图 2-1 为变速器噪声产生及传播图[42]。
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S219

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