齿轮箱振动噪声分析及其优化研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文齿轮箱振动噪声分析及其优化研究硕士研究生：王曾指导教师：张铭钧教授学科、专业：机械工程论文主审人：赵文德教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文齿轮箱振动噪声分析及其优化研究硕士研究生：王曾指导教师：张铭钧教授学位级别：工学硕士学科、专业：机械工程所在单位：机电工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngAnalysisofGearboxVibrat

2、ionandNoiseanditsOptimizationCandidate:WangZengSupervisor:Prof.ZhangMingjunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechanicalEngineeringDateofSubmission:Jan.2018DateofOralExamination:Mar.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的

3、。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编

4、本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日日期：年月日齿轮箱振动噪声分析及其优化研究摘要随着船舶工业的高速发展,齿轮箱传动正朝着高速、高效和强力的方向发展,齿轮传动系统传递的功率不断增大,齿轮转速不断加快,使得齿轮箱的振动和噪声问题显得更加突出。齿轮箱在运行过程中产生的振动和噪声不仅会影响船舶的工作性能和工作寿命，还会对船舶

5、上的工作人员的身心健康造成危害。因此，通过建立齿轮箱的动力学模型来分析其动态性能，找出齿轮箱运行过程中的振动和噪声源，采取相应的改进措施，对于减小和降低船用齿轮箱的振动和噪声具有重要的研究意义和实用价值。为了能够准确的模拟齿轮的传动过程，本文利用ADAMS中的碰撞接触函数建立齿轮的接触动力学模型；为使齿轮箱模型能更好的反映齿轮箱的工作性能，本文考虑轴承激励和齿轮箱箱体刚度变化的影响，在接触动力学模型的基础上建立齿轮箱刚柔耦合的动力学模型；对齿轮箱的刚柔耦合模型进行动力学分析，分析齿轮的转速、啮合力、轴承支反力等时域数据，并通过离散傅里叶变换将其转换为频域结果，在频域内通过齿轮的啮合

6、频率去验证各参数曲线出现峰值的位置。为了研究外部负载变化对齿轮箱工作性能的影响，本文分析几种不同负载变化的工况下齿轮啮合力、输入轴转矩等的变化情况。为了避免齿轮箱在工作过程中发生共振，本文通过建立齿轮箱箱体的有限元模型，并对其进行模态分析，得到齿轮箱箱体的固有频率和固有振型，将箱体的固有频率与齿轮输入、输出轴的转频和齿轮的啮合频率进行比较。为了分析齿轮箱箱体的振动响应情况，本文在ANSYSWorkbench中基于模态叠加法对齿轮箱的谐响应特性进行求解，得到箱体表面各个测点的振动速度和振动加速度曲线。为了对齿轮箱的振动量级进行评估，本文分别通过测点的振动速度来计算齿轮箱系统的振动烈度

7、和通过测点的振动加速度来计算其加速度级结构噪声。为了分析齿轮箱产生的辐射噪声大小，本文在Virtual.LabAcoustics中建立齿轮箱的声学边界元模型，求解计算齿轮箱的表面声压和辐射空气噪声，得到场点位置的噪声大小和频率的关系。为了能够找出齿轮箱辐射噪声的噪声源所在，本文根据齿轮箱的结构特点对齿轮箱进行声学面板划分，通过齿轮箱的声压面板贡献量和声功率面板贡献量的分析结果，得到对齿轮箱产生噪声贡献较大的面板，为后续齿轮箱的降噪优化设计提供依据。为了能够减小齿轮箱的