本文關(guān)鍵詞：基于響應(yīng)面的兩級(jí)行星齒輪箱減振降噪方法及輕量化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大型行星齒輪箱的振動(dòng)噪聲不僅是衡量整個(gè)齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)綜合性能的一個(gè)重要指標(biāo),也是產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)。為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力,市場(chǎng)對(duì)大型多級(jí)行星傳動(dòng)系統(tǒng)提出了低噪聲及輕量化的需求�，F(xiàn)有行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)與這些目標(biāo)還有較大差距,而實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的關(guān)鍵是提升行星齒輪箱的性能。本文在國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目的資助下(項(xiàng)目號(hào):2013BAF01B05),以某大型礦山提升機(jī)兩級(jí)行星減速器齒輪箱為研究對(duì)象,在進(jìn)行兩級(jí)行星減速器動(dòng)態(tài)特性研究的基礎(chǔ)上,運(yùn)用有限元方法、邊界元方法等手段,對(duì)齒輪箱的箱體進(jìn)行了振動(dòng)響應(yīng)分析、輻射噪聲分析、面板貢獻(xiàn)量分析,并提出了采用響應(yīng)面法開(kāi)展行星齒輪箱的減振降噪及輕量化研究,實(shí)現(xiàn)了箱體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì),達(dá)到了大型兩級(jí)行星齒輪箱的減振降噪和輕量化目標(biāo)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:①建立了兩級(jí)行星齒輪箱的非線(xiàn)性瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析模型,采用動(dòng)力學(xué)顯式算法完成齒輪箱的動(dòng)力學(xué)仿真,獲得了齒輪箱在運(yùn)行過(guò)程中箱體所受到的動(dòng)態(tài)載荷激勵(lì)。②采用模態(tài)疊加法對(duì)行星齒輪箱進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)分析,并輸出箱體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)速度響應(yīng),為齒輪箱聲學(xué)分析提供邊界條件。③基于振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算結(jié)果,對(duì)行星齒輪箱箱體進(jìn)行聲學(xué)仿真計(jì)算,預(yù)測(cè)了箱體的輻射噪聲,確定出輻射噪聲的峰值聲壓;并基于貢獻(xiàn)量理論對(duì)箱體進(jìn)行聲學(xué)面板貢獻(xiàn)量分析,識(shí)別出主要貢獻(xiàn)面板,為箱體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。④以箱體主要貢獻(xiàn)面板為試驗(yàn)因素,以最大輻射噪聲和箱體質(zhì)量為試驗(yàn)指標(biāo),對(duì)齒輪箱進(jìn)行均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì),得到輻射噪聲和箱體質(zhì)量的響應(yīng)面近似模型。基于響應(yīng)面近似模型構(gòu)建多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,并利用遺傳算法進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化求解,得到箱體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。⑤根據(jù)優(yōu)化方案改進(jìn)箱體結(jié)構(gòu),并驗(yàn)證響應(yīng)面優(yōu)化效果。結(jié)果表明采用響應(yīng)面優(yōu)化法在一定程度上實(shí)現(xiàn)了齒輪箱的降噪和輕量化。
【關(guān)鍵詞】：兩級(jí)行星齒輪箱 輻射噪聲 面板貢獻(xiàn)量 響應(yīng)面優(yōu)化 降噪及輕量化
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH132.41;TB535
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 研究目的和意義8-9
• 1.2 齒輪箱減振降噪優(yōu)化設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 齒輪箱及其振動(dòng)噪聲研究9-10
• 1.2.2 響應(yīng)面研究與應(yīng)用10-11
• 1.3 本論文研究?jī)?nèi)容11-14
• 2 行星齒輪箱箱體結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)分析14-26
• 2.1 兩級(jí)行星齒輪箱瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)研究14-20
• 2.1.1 兩級(jí)行星齒輪箱動(dòng)力學(xué)的建模方法15-16
• 2.1.2 行星齒輪箱瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析16-20
• 2.2 兩級(jí)行星傳動(dòng)齒輪箱箱體頻率響應(yīng)分析20-25
• 2.2.1 振型疊加法20-21
• 2.2.2 礦山用兩級(jí)行星齒輪箱箱體的頻率響應(yīng)分析21-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 兩級(jí)行星齒輪箱的輻射噪聲研究26-44
• 3.1 噪聲的理論基礎(chǔ)26-30
• 3.1.1 聲波的波動(dòng)方程26-27
• 3.1.2 聲學(xué)邊界條件27-28
• 3.1.3 邊界元法28-30
• 3.2 行星齒輪箱輻射噪聲分析30-35
• 3.2.1 齒輪箱邊界元模型及場(chǎng)點(diǎn)網(wǎng)格的建立30-31
• 3.2.2 邊界元模型的邊界條件31
• 3.2.3 齒輪箱輻射噪聲計(jì)算及結(jié)果分析31-34
• 3.2.4 行星齒輪箱輻射噪聲試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果34-35
• 3.3 兩級(jí)行星齒輪箱箱體的面板貢獻(xiàn)量分析35-39
• 3.3.1 面板貢獻(xiàn)量分析理論基礎(chǔ)35-36
• 3.3.2 齒輪箱箱體面板貢獻(xiàn)量分析36-39
• 3.4 箱體結(jié)構(gòu)改進(jìn)及輻射噪聲分析39-42
• 3.4.1 箱體結(jié)構(gòu)改進(jìn)39-40
• 3.4.2 改進(jìn)后的箱體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核40-41
• 3.4.3 改進(jìn)后的箱體輻射噪聲分析41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-44
• 4 響應(yīng)面方法及響應(yīng)面近似模型構(gòu)建44-54
• 4.1 兩級(jí)行星齒輪箱的均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)44-49
• 4.2 響應(yīng)面法基本原理49-50
• 4.2.1 響應(yīng)面近似模型49-50
• 4.2.2 響應(yīng)面模型的誤差分析50
• 4.3 響應(yīng)面近似模型50-52
• 4.3.1 輻射聲壓近似響應(yīng)面51
• 4.3.2 箱體質(zhì)量近似響應(yīng)面51-52
• 4.4 近似響應(yīng)面模型誤差分析52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 5 基于響應(yīng)面的行星齒輪箱多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)54-64
• 5.1 響應(yīng)面優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型54-55
• 5.1.1 目標(biāo)函數(shù)54
• 5.1.2 設(shè)計(jì)變量54
• 5.1.3 約束條件54-55
• 5.1.4 響應(yīng)面優(yōu)化數(shù)學(xué)模型55
• 5.2 兩級(jí)行星齒輪箱多目標(biāo)優(yōu)化55-58
• 5.2.1 NSGA-Ⅱ多目標(biāo)優(yōu)化算法55-57
• 5.2.2 行星齒輪箱輻射噪聲和箱體質(zhì)量?jī)?yōu)化57-58
• 5.3 優(yōu)化后的箱體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核58-60
• 5.4 優(yōu)化后齒輪箱聲學(xué)仿真分析60-62
• 5.5 箱體結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果分析62-63
• 5.6 本章小結(jié)63-64
• 6 總結(jié)64-66
• 致謝66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 附錄72
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目72

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本文編號(hào)：255987