齒輪箱結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測與改進設(shè)計研究.pdf

1、齒輪箱憑借其傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比穩(wěn)定和壽命長等優(yōu)點在機械傳動領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，齒輪傳動不斷朝著高速、重載、大功率的方向發(fā)展，使齒輪箱的振動與噪聲問題變得尤為突出。為了對齒輪箱的振動與噪聲進行有效的控制，本文利用先進的計算機仿真技術(shù)，對有限元和邊界元相結(jié)合的方法應(yīng)用于齒輪箱結(jié)構(gòu)噪聲預(yù)測進行了系統(tǒng)的研究，實現(xiàn)了對齒輪箱的噪聲預(yù)測，并以此提出了合理的結(jié)構(gòu)改進措施。本研究以某振動實驗臺傳動齒輪箱為研究對象，依

2、據(jù)多體動力學(xué)理論，利用ADAMS/Flex柔性體分析模塊對齒輪傳動系統(tǒng)進行多柔體動力學(xué)分析，確定齒輪傳動系統(tǒng)的主要激勵--齒輪嚙合力。運用有限元分析方法求解齒輪箱系統(tǒng)的固有特性，并利用動力學(xué)仿真得到的激勵條件求解齒輪箱系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)。將齒輪箱動態(tài)響應(yīng)結(jié)果作為齒輪箱輻射聲場的輸入邊界條件，采用邊界元方法對齒輪箱結(jié)構(gòu)噪聲進行預(yù)測。通過聲強測量實驗驗證了預(yù)測結(jié)果，并以此對齒輪箱的結(jié)構(gòu)進行了噪聲控制優(yōu)化。主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)

3、齒輪嚙合激勵的仿真。利用Solidworks軟件建立齒輪傳動系統(tǒng)的實體模型，通過利用ANGYS軟件的網(wǎng)格劃分功能實現(xiàn)齒輪傳動系統(tǒng)模型的柔性化，導(dǎo)入ADAMS軟件進行齒輪傳動系統(tǒng)的柔性動力學(xué)分析，從而得到齒輪傳動過程中的嚙合力。
　　 (2)齒輪箱系統(tǒng)的模態(tài)分析。將齒輪箱系統(tǒng)的實體模型導(dǎo)入ANSYS，完成有限元網(wǎng)格的劃分并進行模態(tài)分析，得到齒輪箱系統(tǒng)的固有頻率和振型，為動態(tài)響應(yīng)分析打下基礎(chǔ)。
　　 (3)齒輪箱系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)

4、分析與噪聲預(yù)測。利用齒輪箱模態(tài)分析結(jié)果和動力學(xué)仿真得到的嚙合激勵求解該系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)。運用ANSYS的網(wǎng)格劃分功能建立齒輪箱的邊界元模型并導(dǎo)入SYSNOISE軟件中，同時將齒輪箱動態(tài)響應(yīng)結(jié)果作為邊界條件對齒輪箱外場進行邊界元計算，得到其外聲場的聲學(xué)特性。
　　 (4)聲強測量實驗。對所研究齒輪箱所在實驗臺進行了聲強測量，測量平面將整個實驗臺包絡(luò)，盡管包絡(luò)面內(nèi)有其他聲音，但通過分別覆蓋聲源的方法，識別各聲源的主要頻率成分，以驗證噪