齿轮箱辐射声场实验研究.pdf

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1、第27卷第3期海军工程大学学报Vo1．27NO．32015年6月JOURNAL0FNAVALUNIVERSITYOFENGINEERINGJun．2015齿轮箱辐射声场实验研究胡海，吴新跃，袁兴军。，汤华涛(i．海军工程大学动力工程学院．武汉430033；2．中国舰船研究设计中心，武汉430064)摘要：从齿轮箱内部动态激励、箱体动态响应及辐射声场预测等方面，研究了试验齿轮箱的辐射声场；分析了声场预测过程中产生的各种误差影响因素；通过扫描法声强试验对辐射声场全息面进行了测量，结果表明：在齿轮副理论

2、啮合频率处，箱体辐射声场的预测值与测量值表现出更好的符合特性，验证了该齿轮试验机辐射声场预测方法的准确性。关键词：齿轮箱；动态响应；辐射声场；声强中图分类号：THI32．4文献标志码：A文章编号：1009—3486(2015)03—0078—04ExperimentalresearchonradiationfieldofgearboxHUHai，WUXin—yue，YUANXing—jun。。TANGHua—tao(1．CollegeofPowerEngineering，NavalUniv．ofE

3、ngneering，Wuhan430033，China；2．ChinaShipDevelopmentandDesignCenter，Wuhan430064，China)Abstract：Asystematicstudyofthegearboxradiationfieldrangesfromthegearboxinnerdynamicstimulationtoitsdynamicresponsetothepredictionofitsradiationfield．Variouserrorfactor

4、saffec—tingtheforecastingprocessareanalyzed．Theholographicplaneofthesoundfieldismeasuredbyu—singthesoundintensityscanningmethod．Theresultsshowthatthemethodusedcontributestoim—provingtheaccuracyofsoundfieldprediction．Keywords：gearbox；dynamicresponse；so

5、undradiationfield；soundintensity舰船齿轮箱是发动机动力输入、扭矩输出至轻型强载方向发展，对于其辐射声场预测的准确轴系、螺旋桨推力传递的交汇处，其辐射噪声的状性提出了更高的要求，文献中对系统振动响应计况越来越受到重视。齿轮副啮合产生的内部动态算过程中的简化处理是否合理没有给出明确的解激励是齿轮系统运转过程中产生冲击、振动和噪释，这也需要更为可靠的试验进行验证。声的主要原因，国内外学者在通过齿轮箱动态响本文应用逐点扫描声强法试验，在结合CL一应来预测其声场的问题上做了大

6、量研究_1]。吴100型齿轮试验机的实际工作状态和工作环境的新跃等建立了具有20个自由度的人字齿轮系统基础上，综合考虑系统刚度激励、误差激励、啮合全耦合振动分析模型并提出了计算方法I6；陈心冲击激励的合成；通过ANSYS软件的动力学模昭等提出了分布源边界点法用于结构声辐射的计块计算箱体动态响应，达到对其辐射声场准确预算_7；林腾蛟等提出了合成系统内部激励的方法测的目的，并用实验数据对理论模型进行了分析用于箱体响应和声场计算_8]。但由于齿轮系统向和验证。收稿日期：2014—07—20；修回日期：2

7、014—10—08。基金项目i中国博士后科学基金资助项目(2OO8O43O232)。作者简介：胡海(197O一)，男，工程师，博士生，主要研究方向为舰船动力装置自动化与仿真技术。通信作者：胡海，qd—hh—goood@163．conl。第3期胡海等：齿轮箱辐射声场实验研究·79·化的激励力。为了使齿轮达到高速、轻载的状态齿轮系统内部激励分析以增大啮合冲击，本次计算没有给出齿轮试验机施加外部载荷，仅仅使用了加载杆自身扭矩P一1．1内部激励简介1．4g(N·m)。如果施加相对较大的载荷，则齿侧间隙的变

8、1．1．1刚度激励化减小，齿面的接触时间延长，啮合冲击激励将明单对轮齿的综合弹性变形是指一对轮齿在啮显减小，达不到试验的效果。采用齿轮三维冲击合过程中弹性变形的总和，单对轮齿的综合刚度动力接触有限元进行计算，轮齿啮合冲击激励曲为综合变形的倒数，双齿对啮合刚度曲线是两对线结果如图3所示。轮齿综合刚度的叠加，与综合弹性变形以及齿轮重合度有关，且随着时间周期变化。刚度激励就是综合刚度的时变性引起的动态激励。采用三维接触有限元分析计算程序得到的单齿时变啮合刚度激励如图1所示。甲8目宣6＼图