本文關(guān)鍵詞：變速箱齒輪齒廓修形及其噪音振動(dòng)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：變速箱是車輛動(dòng)力系統(tǒng)的重要組成部件之一。作為傳遞動(dòng)力的中間環(huán)節(jié)，，對(duì)車輛速度的調(diào)整、扭矩的調(diào)整起到關(guān)鍵性作用。其工作狀態(tài)的穩(wěn)定、高效、靜音顯得尤為重要。在日新月異的今天，人們對(duì)乘用車的要求越來(lái)越高，一個(gè)快捷、舒適、安靜的駕乘感受也備受關(guān)注。而齒輪作為變速箱的核心零件，它的運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性決定著變速箱的質(zhì)量和功能。本文從漸開線直齒輪齒廓修形入手，探討對(duì)齒輪齒廓如何進(jìn)行修形可以達(dá)到減振降噪的目的；利用時(shí)頻分析方法驗(yàn)證修形后的齒輪在實(shí)際嚙合傳動(dòng)過程中嚙合噪音減小并通過頻譜圖分析在轉(zhuǎn)速升高后齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的聲音特征；最后將時(shí)間序列方法運(yùn)用到齒輪的全壽命周期監(jiān)測(cè)中，以達(dá)到在齒輪運(yùn)行過程中將潛在的故障隱患消滅于萌芽之中。 齒輪傳動(dòng)嚙合過程中的噪音是由于振動(dòng)引起的。建立齒輪與齒輪嚙合的系統(tǒng)振動(dòng)模型，將振動(dòng)因素考慮到漸開線齒輪齒廓曲線中，耦合建立出齒輪齒廓在齒頂部分和齒根部分的修形曲線。從而減小齒輪嚙入和嚙出沖擊，達(dá)到齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)過程的減振降噪的功效。 闡述現(xiàn)代特征信號(hào)的檢測(cè)、采集的設(shè)備和方法，并以修形前后的齒輪作為研究對(duì)象，分別采集兩種嚙合過程中產(chǎn)生的聲音信號(hào)。利用MATLAB軟件對(duì)聲音文件進(jìn)行處理，利用Butterworth數(shù)字濾波器對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)中對(duì)齒輪嚙合、軸承運(yùn)行和電機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的三種噪音進(jìn)行分離。分析齒輪齒廓修形前后齒輪嚙合噪音波形的差別，驗(yàn)證齒輪齒廓修形的效果。然后分析軸承和電機(jī)的噪音波形并分析減小噪音的方法。利用傅里葉變換思想對(duì)聲音文件進(jìn)行快速傅里葉變換（FFT）將時(shí)域圖轉(zhuǎn)換為頻譜圖，分析頻譜圖并討論齒輪在傳動(dòng)過程中隨著轉(zhuǎn)速的提升整個(gè)機(jī)構(gòu)發(fā)出的噪音的頻率變化，并分析其中的原因。 介紹時(shí)間序列的分析思想，并引出非線性時(shí)間序列模型較常規(guī)的時(shí)間序列方法的優(yōu)越性和普適性。將時(shí)間序列方法應(yīng)用到齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的全壽命管理、監(jiān)測(cè)中。本文對(duì)輪傳動(dòng)過程中微小位移這個(gè)振動(dòng)量進(jìn)行時(shí)間序列模型的建立：分別對(duì)修形前后的兩對(duì)齒輪振動(dòng)位移進(jìn)行建模。然后通過MATLAB繪制相應(yīng)的時(shí)域圖和時(shí)間序列模型預(yù)測(cè)曲線圖。驗(yàn)證非線性時(shí)間序列在預(yù)測(cè)齒輪傳動(dòng)不穩(wěn)定和故障上的可行性。并比較這兩對(duì)齒輪嚙合過程中微小位移并且分析原因。并在同樣條件下做出一對(duì)斜齒輪的時(shí)域圖和預(yù)測(cè)曲線圖，對(duì)比直齒輪和斜齒輪在運(yùn)行穩(wěn)定性上的差別并闡述原因。
【關(guān)鍵詞】：特征信號(hào)采集 齒輪齒廓修形 Butterworth數(shù)字濾波器 快速傅里葉變換 GNAR 時(shí)間序列
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1. 緒論11-20
• 1.1 課題研究的背景及意義11-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)13-17
• 1.2.1 齒輪變速箱振動(dòng)噪聲研究的進(jìn)展13-14
• 1.2.2 齒輪修形方法研究的進(jìn)展14-16
• 1.2.3 振動(dòng)和噪聲提取方法研究的進(jìn)展16-17
• 1.3 變速箱噪聲產(chǎn)生原因分析17-18
• 1.4 本文研究主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排18-20
• 2. 變速箱齒輪修形對(duì)變速箱噪聲振動(dòng)影響研究20-36
• 2.1 引言20
• 2.2 齒輪關(guān)鍵參數(shù)介紹20-22
• 2.2.1 齒輪各部分名稱及符號(hào)20-21
• 2.2.2 漸開線齒輪的基本參數(shù)21-22
• 2.3 漸開線齒輪齒廓曲線形成過程及漸開線齒輪嚙合規(guī)律22-26
• 2.3.1 漸開線的形成22-23
• 2.3.2 漸開線的兩種表達(dá)方式23-25
• 2.3.3 漸開線直齒齒輪嚙合傳動(dòng)條件25-26
• 2.4 影響漸開線齒輪嚙合噪聲和振動(dòng)的因素26-30
• 2.4.1 齒廓齒形對(duì)齒輪嚙合噪聲的影響26-28
• 2.4.2 齒輪類型對(duì)噪聲的影響28
• 2.4.3 重合度對(duì)齒輪噪聲的影響28-29
• 2.4.4 壓力角對(duì)齒輪噪聲的影響29-30
• 2.5 齒輪齒廓修形研究30-34
• 2.5.1 建立齒輪嚙合振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型30-31
• 2.5.2 修形量與修形曲線在模型中的選擇和確定31-34
• 2.6 齒輪修形加工方法34-35
• 2.7 本章總結(jié)35-36
• 3. 特征信號(hào)采集和處理36-45
• 3.1 引言36
• 3.2 特征信號(hào)的選擇36-38
• 3.2.1 信號(hào)的敏感性36-37
• 3.2.2 特征信號(hào)的在線實(shí)時(shí)性37-38
• 3.3 特征信號(hào)的檢測(cè)38-42
• 3.3.1 聲音信號(hào)的檢測(cè)38-39
• 3.3.2 振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)39-42
• 3.4 信號(hào)的采集處理42-44
• 3.4.1 信號(hào)的調(diào)理42-43
• 3.4.2 A/D 轉(zhuǎn)換及采樣控制43-44
• 3.5 本章總結(jié)44-45
• 4. 變速箱齒輪嚙合噪聲提取分析45-61
• 4.1 引言45
• 4.2 時(shí)頻分析方法研究進(jìn)展45-46
• 4.3 傅里葉級(jí)數(shù)和傅里葉變換在頻譜分析中的應(yīng)用46-48
• 4.3.1 三角函數(shù)形式的傅里葉函數(shù)46-47
• 4.3.2 信號(hào)采集的傅里葉變換47-48
• 4.4 提取齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的噪聲信號(hào)實(shí)驗(yàn)48-51
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>48
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)介紹48-50
• 4.4.3 實(shí)驗(yàn)方法50-51
• 4.5 對(duì)比修形前后齒輪嚙合聲音時(shí)域圖像51-56
• 4.5.1 MATLAB 聲音信號(hào)濾波程序編寫51-53
• 4.5.2 對(duì)比修形前后齒輪嚙合聲音時(shí)域圖像53-56
• 4.6 對(duì)比同一齒輪不同轉(zhuǎn)速下的頻譜圖56-59
• 4.7 本章總結(jié)59-61
• 5. 基于時(shí)間序列模型的變速箱齒輪振動(dòng)研究61-85
• 5.1 引言61
• 5.2 時(shí)間序列的統(tǒng)計(jì)分析61-64
• 5.2.1 偏度系數(shù)和峭度系數(shù)61-63
• 5.2.2 選擇統(tǒng)計(jì)特征量63-64
• 5.3 時(shí)間序列模型分析及其應(yīng)用64-70
• 5.3.1 時(shí)間序列模型的一般概念64
• 5.3.2 時(shí)間序列模型的結(jié)構(gòu)特征64-69
• 5.3.3 齒輪傳動(dòng)過程中狀態(tài)模型分析69-70
• 5.4 采集齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的位移信號(hào)實(shí)驗(yàn)70-75
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>70
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)介紹70-73
• 5.4.3 實(shí)驗(yàn)方法73-75
• 5.5 齒輪嚙合時(shí)間序列模型分析75-83
• 5.5.1 數(shù)據(jù)采集建模過程75-76
• 5.5.2 時(shí)間序列模型趨勢(shì)圖分析76-81
• 5.5.3 GNAR 時(shí)序模型統(tǒng)計(jì)分析和結(jié)論分析81-83
• 5.6 本章總結(jié)83-85
• 6 總結(jié)與展望85-87
• 參考文獻(xiàn)87-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果92-93
• 致謝93-94

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：326031