立车变速箱振动噪声产生的机理及测试-论文.pdf

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1、第30卷第4期齐齐哈尔大学学报Vo1．30，No．42014年7月JournalofQiqiharUniversityJuly，2014立车变速箱振动噪声产生的机理及测试王世杰，焦卫兵(1．齐齐哈尔雄鹰警用器材有限公刮，黑龙汀齐齐哈尔161005；2．齐齐哈尔二机床(集刚)有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔161005)摘要：对立车变速箱传动过程中的噪声产生机理进行了分析，确定了箱体噪声测量系统，最后对振动测试系统进行了设计。。关键词：噪声；立车变速箱；机理；振动中图分类号：TH703．5文献标志码：A文章编号：1007—98

2、4X(2014)04—0026—031立车变速箱噪声产生的机理立式车床是机械加工中的常用设备，它具有比较复杂的主运动齿轮变速箱。在加工过程中，车削加工是一个不连续的断续切削过程，由于切削阻力的存在，使得切削时存在明显的冲击变化，从而产生明显的振动与噪声。振动的产生不仅加快刀具磨损、加工效率降低，而且会影响工件的表面加工质量，同时产生噪音。如果切削时产生的振动频率与机床的固有频率相同时，则会产生共振现象，加大噪声。对立式车床进行噪声分析后可知，其噪声主要来源于变速箱的啮合传动。所以，对立车变速箱噪声产生机理的分析极为重要。

3、立车变速箱可以看作由质量和弹簧组成的振动系统，传动过程中，其轮齿的弹簧刚度呈周期性变化，另外变速箱的装配误差、啮合传动过程中产生的传动误差和扭矩的变化促进了激振力的形成。在此激振力的作用下，齿轮箱产生振动，并通过轴、轴承座将振动传给变速箱，从而导致箱体产生振动⋯。另外在加工过程中，振动以固体声和空气声的形式传播，最终形成噪声，如图1所示。图1变速箱振动、噪声传递过程变速箱在运转过程产生的噪声属于啮合冲击噪声，该噪声主要来自加速度噪声和自鸣噪声。其中加速度噪声是指物体与物体撞击瞬间产生瞬间加速度，在空气介质的作用下辐射产生

4、压力振动，从而产生速度势和声压，它是撞击噪声的最初部分，与物体的阻力无关。而自鸣噪声则指物体与物体撞击之后，物体作自由振动辐射时产生的噪声，是撞击噪声能量的主要部分，与物体的阻尼相关，所以在实际生产中可以通过增加物体的阻尼来降低自鸣噪声。噪声的产生实则为振动在空气中或固体中的传播过程，噪声的频率成分与振动的频率成为基本上是完全一致的，二者的产生的机理也基本一样。但在噪声传播中，有些频率成分衰减较快，而有些频率成分衰减较慢，且周围其它环境噪声源所产生的噪声会与变速箱所产生噪声叠加，故实际测得噪声信号的频谱与振动信号的频谱存

5、在一定的差别，甚至有时这种差别会比较大。所以变速箱产生的噪声信号与振动信号相比，它更容易受到周围其他环境噪声源的干扰，这实际上给故障诊断带来较大的困难。2变速箱箱体噪声测试收稿日期：2014—02—20作者简介：王世杰(1973一)，舅，黑龙江齐齐哈尔人，工程师，本科，主要从事机械设计及制造n

6、与其运行状态存在直接联系，所以对变速箱运行时的噪声监测是对变速箱进行故障诊断的最基本方法之一。噪声测量是对噪声统计特性的测量或利用噪声作为测试信号的测量，噪声强弱的客观量度可用声压级、声功率级和声强等物理量表示。声压和声强反映声场中声的强弱，声功率反映声源辐射噪声本领的大小。声压、声强和声功率等物理量的变化范围非常宽广，在实际应用上一般采用对数标度，以分贝为单位，即分别用声压级、声强级和声功率级等无量纲的量来度量噪声。声压级和声功率级的测量比较容易进行，但对测量环境有一定要求，要求与被测变速箱相连接的原动机或拖动机噪声比

7、变速箱／JqOdB以上，变速箱放置的地面光滑平整，周围无反射物体，四周墙壁距变速箱较远，变速箱安装牢固、对中良好。倘若声学环境达不到上述要求，可采用声学屏蔽措施(如隔声或吸声)来减少环境的影响。当测试环境的噪声不可避免时，也可采用修正的办法来x-,JN量结果进行修正。在测量过程中须注意尽量减少气流、振动以及其它干扰源影响。而声强测量最突出的特点是可消除周围其它声源干扰，这对于既有拖动机又有负载的变速箱来说是非常宝贵的，但它对仪器设备和测试方法有严格要求。噪声测试系统如图2所示，该系统由传声器、放大器和记录分析仪器等组成。

8、其中传声器的作用是将声压信号转化为电信号，常用的传声器包括电容传声器或电压陶瓷传声器。当使用电容传声器时，由于其输出阻抗较高，故须加前置放大器以便进行阻抗变换。该系统中的输入和输出放大器为电压放大器，在相当宽的频率范围内其响应平直。在该装置中的两个放大器之间通常还须插人通滤波器和计权网络，其中通滤波器能够对某频带信号