本文關(guān)鍵詞：基于局部特征優(yōu)化的齒輪箱振動噪聲控制方法研究

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【摘要】：齒輪箱傳動系統(tǒng)具有傳動效率高、承載能力強(qiáng)、傳動比精確、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裝置之一。齒輪箱系統(tǒng)的振動和噪聲特性對整個機(jī)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(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、及傳遞路徑直接相關(guān)。針對齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(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齒輪箱輻射噪聲的影響。論文開展的主要研究工作包括: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(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(jì)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;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(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(jì)算模型,分別獲得了采用阻尼隔振及阻尼減振的齒輪箱的輻射噪聲;
【關(guān)鍵詞】：齒輪箱 內(nèi)部動態(tài)激勵 局部模態(tài) 局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化 減振降噪
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41;TB535
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題來源及研究意義9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 研究意義9-10
• 1.2 齒輪箱振動噪聲研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)激勵研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 齒輪箱減振降噪研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 2 基于模態(tài)特征的齒輪箱局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法15-39
• 2.1 引言15
• 2.2 基于模態(tài)特征的齒輪箱局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法15-21
• 2.3 算例與驗(yàn)證21-38
• 2.3.1 齒輪箱有限元模型建立21-23
• 2.3.2 齒輪箱模態(tài)分析23-25
• 2.3.3 齒輪箱有限元模型與計(jì)算結(jié)果實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證25-30
• 2.3.4 基于模態(tài)特征的局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法應(yīng)用30-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 3 齒輪箱局部結(jié)構(gòu)優(yōu)化對其動態(tài)響應(yīng)的影響分析39-59
• 3.1 引言39
• 3.2 齒輪動力學(xué)與內(nèi)部激勵基本理論39-42
• 3.2.1 齒輪嚙合動態(tài)激勵39-40
• 3.2.2 齒輪傳遞誤差40
• 3.2.3 齒輪動力學(xué)模型40-42
• 3.3 齒輪箱內(nèi)部傳動系統(tǒng)模型建立42-43
• 3.3.1 齒輪箱內(nèi)部傳動系統(tǒng)仿真參數(shù)42-43
• 3.3.2 輪箱內(nèi)部傳動系統(tǒng)模型建立43
• 3.4 齒輪箱內(nèi)部傳動系統(tǒng)動態(tài)激勵仿真43-49
• 3.4.1 仿真條件設(shè)置43-44
• 3.4.2 仿真結(jié)果分析44-49
• 3.5 齒輪箱結(jié)構(gòu)對齒輪箱動態(tài)響應(yīng)的影響分析49-57
• 3.5.1 瞬態(tài)分析基本理論49-50
• 3.5.2 原始結(jié)構(gòu)齒輪箱瞬態(tài)計(jì)算50-53
• 3.5.3 改進(jìn)結(jié)構(gòu)齒輪箱瞬態(tài)計(jì)算53-56
• 3.5.4 齒輪箱結(jié)構(gòu)對齒輪箱動態(tài)響應(yīng)影響分析56-57
• 3.6 本章小結(jié)57-59
• 4 箱體輻射面對齒輪箱噪聲的影響分析59-69
• 4.1 引言59
• 4.2 噪聲分析基本理論59-60
• 4.2.1 聲學(xué)方程及邊界條件59-60
• 4.2.2 聲學(xué)常用數(shù)值計(jì)算方法60
• 4.3 齒輪箱原始結(jié)構(gòu)輻射噪聲計(jì)算60-64
• 4.3.1 齒輪箱聲學(xué)邊界元模型建立60-61
• 4.3.3 施加邊界條件61-62
• 4.3.4 場點(diǎn)定義62
• 4.3.5 齒輪箱輻射噪聲計(jì)算62-64
• 4.4 改進(jìn)結(jié)構(gòu)齒輪箱輻射噪聲計(jì)算64-67
• 4.5 齒輪箱輻射面對齒輪箱輻射噪聲的影響分析67-68
• 4.6 本章小結(jié)68-69
• 5 傳遞路徑對齒輪箱輻射噪聲的影響分析69-85
• 5.1 引言69
• 5.2 結(jié)構(gòu)阻尼材料的結(jié)構(gòu)形式69-70
• 5.3 軸承座阻尼層對輻射噪聲的影響分析70-77
• 5.3.1 軸承座阻尼層齒輪箱瞬態(tài)計(jì)算71-74
• 5.3.2 軸承座阻尼層齒輪箱輻射噪聲計(jì)算74-76
• 5.3.3 軸承座阻尼材料對齒輪箱輻射噪聲影響分析76-77
• 5.4 箱體表面阻尼層對輻射噪聲的影響分析77-83
• 5.4.1 表面阻尼層齒輪箱瞬態(tài)計(jì)算77-80
• 5.4.2 表面阻尼層齒輪箱輻射噪聲計(jì)算80-82
• 5.4.3 箱體表面阻尼層對齒輪箱輻射噪聲影響分析82-83
• 5.5 本章小結(jié)83-85
• 6 結(jié)論與展望85-87
• 6.1 結(jié)論85-86
• 6.2 展望86-87
• 致謝87-89
• 參考文獻(xiàn)89-93
• 附錄93
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄93
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間取得的科研成果目錄93
• C. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目目錄93

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 尤青青;博能大功率齒輪箱[J];工程機(jī)械;2004年11期

2 ;重齒增產(chǎn)風(fēng)電齒輪箱[J];機(jī)械工程師;2005年06期

3 梁醒培;王豪;張鍇鋒;;大型齒輪箱結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2008年01期

4 ;杭州前進(jìn)齒輪箱集團(tuán)高速齒輪箱領(lǐng)域又獲新突破[J];機(jī)械研究與應(yīng)用;2009年05期

5 周長李;曹建國;李勝利;;閥門齒輪箱維護(hù)研究[J];管道技術(shù)與設(shè)備;2012年03期

6 胡惠雅;船用雙速齒輪箱的研制[J];艦船科學(xué)技術(shù);1979年09期

7 劉伯凱;;三速齒輪箱[J];漁業(yè)現(xiàn)代化;1981年03期

8 何成宗;手動齒輪箱用潤滑油新配方[J];潤滑與密封;1991年03期

9 孫自求;;我國最大功率的齒輪箱試制成功[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);1991年01期

10 ;《中國齒輪專業(yè)協(xié)會一屆二次工作年會會議紀(jì)要》摘錄[J];齒輪;1991年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王奉濤;李海峰;張亮;宋魯濤;;高速齒輪箱性能檢測系統(tǒng)的研制[A];2010中國儀器儀表與測控技術(shù)大會論文集[C];2010年

2 馮志鵬;褚福磊;;正則維數(shù)在齒輪狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用研究[A];第八屆全國轉(zhuǎn)子動力學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2008年

3 滕偉;武鑫;高青風(fēng);柳亦兵;;風(fēng)電齒輪箱振動信號的倒頻譜分析[A];中國自動化學(xué)會控制理論專業(yè)委員會B卷[C];2011年

4 劉靜;周鳳星;;一種同步齒輪箱初始故障的在線監(jiān)測與診斷裝置的研究[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)2009年會論文集[C];2009年

5 趙立超;陳長征;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)電機(jī)齒輪箱振動信號的分析與應(yīng)用[A];第十二屆全國設(shè)備故障診斷學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

6 林京;;脈沖性與周期性的利用——齒輪箱故障檢測方法的內(nèi)在聯(lián)系[A];第八屆全國設(shè)備與維修工程學(xué)術(shù)會議、第十三屆全國設(shè)備監(jiān)測與診斷學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

7 趙海燕;陳棋;;風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的故障及其解決方案[A];中國農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會風(fēng)能設(shè)備分會2011年度論文集（上）[C];2011年

8 何俊;楊世錫;甘春標(biāo);;受外部載荷激勵的風(fēng)機(jī)齒輪箱動力學(xué)建模及故障特征提取[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

9 熊黎;;風(fēng)力發(fā)電齒輪箱換油方式的革命——一種全新的機(jī)械式換油方式[A];中國農(nóng)機(jī)工業(yè)協(xié)會風(fēng)能設(shè)備分會《風(fēng)能產(chǎn)業(yè)》（2013年第11期）[C];2013年

10 Duka Kitaljevich;Richard Dupuis;Ming Lu;;風(fēng)電齒輪箱狀態(tài)監(jiān)測[A];《風(fēng)電技術(shù)》2013年02月第1期（總第37期）[C];2013年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 方益波 張道生;好懸 杭齒輪箱談合資險(xiǎn)入“虎口”[N];經(jīng)理日報(bào);2006年

2 劉砦;杭齒將通過技改擴(kuò)大齒輪箱產(chǎn)能[N];中國船舶報(bào);2007年

3 王佑;首家“齒輪”股下月將赴港上市[N];第一財(cái)經(jīng)日報(bào);2007年

4 秦宵喊;南京高齒沖刺全球風(fēng)電齒輪箱前三強(qiáng)[N];南京日報(bào);2007年

5 益直;GE與第一能源集團(tuán)開展風(fēng)能合作[N];中國工業(yè)報(bào);2009年

6 盧瓊玉;杭齒制成世界先進(jìn)水平船用齒輪箱[N];中國工業(yè)報(bào);2009年

7 陳生華;南京高精研發(fā)出大功率非標(biāo)齒輪箱[N];中國船舶報(bào);2010年

8 細(xì)化;“常州長浪”推出異向平雙低速高扭齒輪箱[N];中國包裝報(bào);2010年

9 徐同生;張莊咬定億元目標(biāo)謀求經(jīng)濟(jì)突破[N];江蘇經(jīng)濟(jì)報(bào);2009年

10 本報(bào)通訊員 周嵐;他裝的齒輪箱會“唱歌”[N];中國民航報(bào);2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 郭遠(yuǎn)晶;面向風(fēng)電齒輪箱的角域振動信號處理與故障診斷方法研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 莊磊;電子齒輪箱關(guān)鍵控制技術(shù)及其應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2001年

3 王新晴;齒輪箱不解體診斷技術(shù)研究[D];天津大學(xué);1998年

4 徐向陽;柔性銷軸式風(fēng)電齒輪箱動力學(xué)研究[D];重慶大學(xué);2012年

5 田曉青;柔性電子齒輪箱設(shè)計(jì)及精度控制方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

6 魏秀業(yè);基于粒子群優(yōu)化的齒輪箱智能故障診斷研究[D];中北大學(xué);2009年

7 劉強(qiáng);大型礦用齒輪箱運(yùn)行模態(tài)識別與結(jié)構(gòu)動力模型修正研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2013年

8 李蓉;齒輪箱復(fù)合故障診斷方法研究[D];湖南大學(xué);2013年

9 張立勇;大型風(fēng)電齒輪箱均載性能研究及優(yōu)化[D];機(jī)械科學(xué)研究總院;2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張震;基于虛實(shí)混合的齒輪箱體動力學(xué)建模與分析[D];長安大學(xué);2015年

2 王琛;機(jī)車牽引齒輪箱密封裝置內(nèi)部流場的研究及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];大連交通大學(xué);2015年

3 史新東;機(jī)車牽引齒輪箱有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];大連交通大學(xué);2015年

4 臧慶;高速動車組齒輪箱穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];大連交通大學(xué);2015年

5 孫娟;基于模型的風(fēng)電齒輪箱故障檢測[D];南京理工大學(xué);2015年

6 李淑穎;齒輪箱非線性耦合系統(tǒng)的動力學(xué)分析[D];山東大學(xué);2015年

7 張晶;地鐵齒輪箱結(jié)構(gòu)改進(jìn)研究[D];上海交通大學(xué);2015年

8 張拉專;齒輪箱早期故障信號增強(qiáng)與智能診斷方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

9 付強(qiáng);風(fēng)電齒輪箱早期復(fù)合故障信息提取技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

10 婁建宏;T公司風(fēng)電齒輪箱的市場營銷策略組合研究[D];首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué);2015年

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本文編號：790711