基于局部特征優(yōu)化的齒輪箱振動(dòng)噪聲控制方法研究.pdf

1、齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)具有傳動(dòng)效率高、承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)比精確、工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，是應(yīng)用最多最廣泛的傳動(dòng)裝置之一。齒輪箱系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲特性對(duì)整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的工作性能有重要的影響。齒輪箱振動(dòng)過(guò)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(yán)重影響設(shè)備使用壽命，甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此，齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)與噪聲控制方法研究對(duì)改善齒輪傳動(dòng)裝置的工作性能具有重要意義。齒輪箱的振動(dòng)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(duì)齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中會(huì)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(wèn)題，本文在齒輪箱的振源、輻射面積和傳遞路徑三個(gè)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(dòng)與噪聲特性，驗(yàn)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(duì)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(shí)會(huì)引起齒輪箱較大振動(dòng)噪聲。針對(duì)這個(gè)問(wèn)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(guò)模態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了計(jì)算方法的有效性；基于局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化的思想，對(duì)齒輪箱的局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化前后的模態(tài)分析結(jié)果驗(yàn)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(dòng)系動(dòng)力學(xué)模型，獲得了齒輪箱內(nèi)部動(dòng)態(tài)激勵(lì)；建立了齒輪箱瞬態(tài)計(jì)算模型，獲得了優(yōu)化前后齒輪箱結(jié)構(gòu)的振

4、動(dòng)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(dòng)水平，進(jìn)一步驗(yàn)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(jì)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(yàn)證了基于模態(tài)特征的齒輪箱優(yōu)化方法對(duì)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(jì)算模型，獲得了優(yōu)化前后齒輪箱結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)特征；基于動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)果，建立了齒輪箱聲學(xué)計(jì)