齒輪箱振動噪聲分析及其優(yōu)化研究

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1、分類號：密級：UDC：編號：工學(xué)碩士學(xué)位論文齒輪箱振動噪聲分析及其優(yōu)化研究碩士研究生：王曾指導(dǎo)教師：張銘鈞教授學(xué)科、專業(yè)：機(jī)械工程論文主審人：趙文德教授哈爾濱工程大學(xué)2018年3月分類號：密級：UDC：編號：工學(xué)碩士學(xué)位論文齒輪箱振動噪聲分析及其優(yōu)化研究碩士研究生：王曾指導(dǎo)教師：張銘鈞教授學(xué)位級別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：機(jī)械工程所在單位：機(jī)電工程學(xué)院論文提交日期：2018年1月論文答辯日期：2018年3月學(xué)位授予單位：哈爾濱工程大學(xué)ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngAnalysisofGearboxVibrat

2、ionandNoiseanditsOptimizationCandidate:WangZengSupervisor:Prof.ZhangMingjunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechanicalEngineeringDateofSubmission:Jan.2018DateofOralExamination:Mar.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本論文的所有工作，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由作者本人獨(dú)立完成的

3、。有關(guān)觀點(diǎn)、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)的引用已在文中指出，并與參考文獻(xiàn)相對應(yīng)。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者（簽字）：日期：年月日哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明本人完全了解學(xué)校保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的有關(guān)規(guī)定，即研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)屬于哈爾濱工程大學(xué)。哈爾濱工程大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件。本人允許哈爾濱工程大學(xué)將論文的部分或全部內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編

4、本學(xué)位論文，可以公布論文的全部內(nèi)容。同時(shí)本人保證畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的論文一律注明作者第一署名單位為哈爾濱工程大學(xué)。涉密學(xué)位論文待解密后適用本聲明。本論文（□在授予學(xué)位后即可□在授予學(xué)位12個(gè)月后□解密后）由哈爾濱工程大學(xué)送交有關(guān)部門進(jìn)行保存、匯編等。作者（簽字）：導(dǎo)師（簽字）：日期：年月日日期：年月日齒輪箱振動噪聲分析及其優(yōu)化研究摘要隨著船舶工業(yè)的高速發(fā)展,齒輪箱傳動正朝著高速、高效和強(qiáng)力的方向發(fā)展,齒輪傳動系統(tǒng)傳遞的功率不斷增大,齒輪轉(zhuǎn)速不斷加快,使得齒輪箱的振動和噪聲問題顯得更加突出。齒輪箱在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的振動和噪聲不僅會影響船舶的工作性能和工作壽命，還會對船舶

5、上的工作人員的身心健康造成危害。因此，通過建立齒輪箱的動力學(xué)模型來分析其動態(tài)性能，找出齒輪箱運(yùn)行過程中的振動和噪聲源，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，對于減小和降低船用齒輪箱的振動和噪聲具有重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。為了能夠準(zhǔn)確的模擬齒輪的傳動過程，本文利用ADAMS中的碰撞接觸函數(shù)建立齒輪的接觸動力學(xué)模型；為使齒輪箱模型能更好的反映齒輪箱的工作性能，本文考慮軸承激勵和齒輪箱箱體剛度變化的影響，在接觸動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立齒輪箱剛?cè)狁詈系膭恿W(xué)模型；對齒輪箱的剛?cè)狁詈夏Ｐ瓦M(jìn)行動力學(xué)分析，分析齒輪的轉(zhuǎn)速、嚙合力、軸承支反力等時(shí)域數(shù)據(jù)，并通過離散傅里葉變換將其轉(zhuǎn)換為頻域結(jié)果，在頻域內(nèi)通過齒輪的嚙合

6、頻率去驗(yàn)證各參數(shù)曲線出現(xiàn)峰值的位置。為了研究外部負(fù)載變化對齒輪箱工作性能的影響，本文分析幾種不同負(fù)載變化的工況下齒輪嚙合力、輸入軸轉(zhuǎn)矩等的變化情況。為了避免齒輪箱在工作過程中發(fā)生共振，本文通過建立齒輪箱箱體的有限元模型，并對其進(jìn)行模態(tài)分析，得到齒輪箱箱體的固有頻率和固有振型，將箱體的固有頻率與齒輪輸入、輸出軸的轉(zhuǎn)頻和齒輪的嚙合頻率進(jìn)行比較。為了分析齒輪箱箱體的振動響應(yīng)情況，本文在ANSYSWorkbench中基于模態(tài)疊加法對齒輪箱的諧響應(yīng)特性進(jìn)行求解，得到箱體表面各個(gè)測點(diǎn)的振動速度和振動加速度曲線。為了對齒輪箱的振動量級進(jìn)行評估，本文分別通過測點(diǎn)的振動速度來計(jì)算齒輪箱系統(tǒng)的振動烈度

7、和通過測點(diǎn)的振動加速度來計(jì)算其加速度級結(jié)構(gòu)噪聲。為了分析齒輪箱產(chǎn)生的輻射噪聲大小，本文在Virtual.LabAcoustics中建立齒輪箱的聲學(xué)邊界元模型，求解計(jì)算齒輪箱的表面聲壓和輻射空氣噪聲，得到場點(diǎn)位置的噪聲大小和頻率的關(guān)系。為了能夠找出齒輪箱輻射噪聲的噪聲源所在，本文根據(jù)齒輪箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對齒輪箱進(jìn)行聲學(xué)面板劃分，通過齒輪箱的聲壓面板貢獻(xiàn)量和聲功率面板貢獻(xiàn)量的分析結(jié)果，得到對齒輪箱產(chǎn)生噪聲貢獻(xiàn)較大的面板，為后續(xù)齒輪箱的降噪優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。為了能夠減小齒輪箱的