基于局部特征優(yōu)化的齒輪箱振動噪聲控制方法研究.pdf

1、齒輪箱傳動系統(tǒng)具有傳動效率高、承載能力強、傳動比精確、工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，是應(yīng)用最多最廣泛的傳動裝置之一。齒輪箱系統(tǒng)的振動和噪聲特性對整個機械系統(tǒng)的工作性能有重要的影響。齒輪箱振動過大將加速設(shè)備故障的發(fā)生，最終導(dǎo)致其疲勞失效而不能正常工作，嚴重影響設(shè)備使用壽命，甚至造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。因此，齒輪箱傳動系統(tǒng)的振動與噪聲控制方法研究對改善齒輪傳動裝置的工作性能具有重要意義。齒輪箱的振動與噪聲特性與其振源、箱體輻射面積、及傳遞

2、路徑直接相關(guān)。針對齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計中會存在局部模態(tài)不符合要求，而目前沒有一種能夠快速的抑制局部模態(tài)而又不影響整體結(jié)構(gòu)模態(tài)的方法的問題，本文在齒輪箱的振源、輻射面積和傳遞路徑三個方面開展研究，提出了基于模態(tài)特征的齒輪箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法；并應(yīng)用其優(yōu)化了齒輪及箱體局部結(jié)構(gòu)；分析了優(yōu)化前后齒輪箱的振動與噪聲特性，驗證了基于模態(tài)特征的齒輪箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的有效性；分析了傳遞路徑阻尼隔振及輻射面阻尼減振對齒輪箱輻射噪聲的影響。
　　本研究群主要內(nèi)容包

3、括：①齒輪箱模態(tài)頻率與齒輪箱嚙合頻率接近時會引起齒輪箱較大振動噪聲。針對這個問題，提出了基于模態(tài)特征的局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，采用有限元方法獲得了齒輪箱的模態(tài)頻率和振型，并通過模態(tài)實驗驗證了計算方法的有效性；基于局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化的思想，對齒輪箱的局部結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，優(yōu)化前后的模態(tài)分析結(jié)果驗證了基于模態(tài)特征的齒輪箱局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的有效性；②建立了齒輪傳動系動力學(xué)模型，獲得了齒輪箱內(nèi)部動態(tài)激勵；建立了齒輪箱瞬態(tài)計算模型，獲得了優(yōu)化前后齒輪箱結(jié)構(gòu)的振

4、動響應(yīng)特征；結(jié)果表明，優(yōu)化后齒輪箱能夠有效的抑制齒輪箱的振動水平，進一步驗證了基于模態(tài)特征的齒輪箱優(yōu)化方法的有效性；③基于瞬態(tài)響應(yīng)結(jié)果，建立了齒輪箱聲學(xué)計算模型，獲得了優(yōu)化前后齒輪箱的輻射噪聲特性；結(jié)果表明，優(yōu)化后齒輪箱能夠有效的抑制齒輪箱的輻射噪聲，驗證了基于模態(tài)特征的齒輪箱優(yōu)化方法對齒輪箱噪聲控制的有效性；④建立了具有隔振及減振阻尼材料的齒輪箱瞬態(tài)計算模型，獲得了優(yōu)化前后齒輪箱結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)特征；基于動態(tài)響應(yīng)結(jié)果，建立了齒輪箱聲學(xué)計