修枝機(jī)齒輪箱系統(tǒng)的振動與噪聲研究.pdf

1、修枝機(jī)是園林美化工作中的一項(xiàng)重要工具，可以大大提高園林工人對植物的修剪工作。但是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法過多考慮修枝機(jī)的外形和強(qiáng)度，而忽視其動態(tài)特性，使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品振動噪聲過大，給園林工作者的身體和心理造成了很大的傷害。齒輪箱是修枝機(jī)的關(guān)鍵傳動部件，其設(shè)計(jì)制造的不足會造成齒輪箱振動劇烈，從而產(chǎn)生較大的輻射噪聲。本文以某型號園林修枝機(jī)的齒輪箱系統(tǒng)為研究對象，對其振動特性及由此產(chǎn)生的噪聲展開研究，并通過改進(jìn)結(jié)構(gòu)的措施達(dá)到降低齒輪箱系統(tǒng)振動噪聲的目的

2、。
　　本文對修枝機(jī)齒輪箱系統(tǒng)振動噪聲的分析工作如下:
　　(1)修枝機(jī)齒輪箱的激勵力提取。利用三維軟件Solidworks強(qiáng)大的建模功能，建立修枝機(jī)齒輪箱的三維CAD模型，進(jìn)行必要的簡化和刪減，并且把得到的修枝機(jī)齒輪箱傳動結(jié)構(gòu)導(dǎo)入ADAMS中。基于多剛體動力學(xué)理論，結(jié)合修枝機(jī)齒輪箱的實(shí)際運(yùn)動情況，設(shè)置各零件間的運(yùn)動約束和接觸參數(shù)，建立齒輪箱傳動系統(tǒng)的多剛體動力學(xué)模型。施加驅(qū)動，對修枝機(jī)齒輪箱的運(yùn)動過程進(jìn)行仿真，提取修枝機(jī)齒

3、輪箱箱體內(nèi)兩對嚙合齒輪的嚙合力。
　　(2)修枝機(jī)齒輪箱模態(tài)分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。有限元模型的建立是模態(tài)分析的基礎(chǔ)，首先，利用Hypermesh對修枝機(jī)齒輪箱CAD模型進(jìn)行前處理;然后，根據(jù)齒輪箱的幾何特征和大小，采用合適的網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行網(wǎng)格劃分，建立齒輪箱的結(jié)構(gòu)有限元模型。最后再利用ANSYS Workbench對齒輪箱結(jié)構(gòu)的約束模態(tài)和自由模態(tài)進(jìn)行計(jì)算，約束模態(tài)分析得到修枝機(jī)齒輪箱實(shí)際工作狀態(tài)下的模態(tài)。另外，通過力錘法敲擊齒輪箱得到頻

4、響函數(shù)曲線，基于頻響曲線提取試驗(yàn)?zāi)B(tài)頻率。將修枝機(jī)齒輪箱的試驗(yàn)自由模態(tài)與仿真自由模態(tài)進(jìn)行比較，兩者模態(tài)頻率一致，驗(yàn)證了有限元模型的正確性。
　　(3)修枝機(jī)齒輪箱諧響應(yīng)分析。將前文獲取的齒輪箱齒輪嚙合力作為激勵，加載到修枝機(jī)齒輪箱有限元模型上，進(jìn)行修枝機(jī)齒輪箱諧響應(yīng)分析，得到各個(gè)頻率下的振動響應(yīng)，并且通過ANSYS Workbench求得關(guān)鍵參考點(diǎn)X、Y、Z方向的振動位移數(shù)據(jù)，分析其振動特征。
　　(4)修枝機(jī)齒輪箱輻射噪聲

5、預(yù)測。將修枝機(jī)齒輪箱的聲學(xué)有限元模型導(dǎo)入到LMSVirtual lab中，同時(shí)將修枝機(jī)齒輪箱的振動結(jié)果映射到聲學(xué)網(wǎng)格上作為輻射噪聲分析盼邊界條件，結(jié)合FEM(Finite Element Method)和AML(Automatic Matched Layer)的方法，對修枝機(jī)齒輪箱輻射噪聲進(jìn)行預(yù)測。
　　(5)修枝機(jī)齒輪箱輻射噪聲的優(yōu)化改進(jìn)。首先介紹噪聲對人類的危害，然后根據(jù)仿真結(jié)果確定在齒輪箱下箱體增加對稱加強(qiáng)筋，對修改后的模型