發(fā)布時間：2020-06-13 12:33

【摘要】：本課題以東方紅某款大馬力拖拉機的變速器為分析對象,研究分析其振動噪聲特性。課題首先以變速器的裝配體為例,建立并驗證有限元模型;其次對其進行動力學分析及聲學特性分析;最后以變速器殼體及齒輪為設計研究對象,利用有限元分析軟件對其進行降噪設計,為變速器的降噪提供設計方法。1)、選擇大馬力拖拉機的變速器為研究對象,應用UG三維建模軟件建立箱體的三維模型,將模型導入ANSYS Design Modeler幾何設計模塊,應用ANSYS Mesh模塊劃分有限元網(wǎng)格,設定其材料屬性參數(shù),建立箱體的有限元模型。應用ANSYS Workbench仿真平臺對裝配體進行計算模態(tài)分析,再進行模態(tài)試驗,將結果與仿真數(shù)值對比后驗證仿真模型的準確性;2)研究變速器振動噪聲的來源和產(chǎn)生機理。根據(jù)變速器實際工作狀態(tài),進行振動響應試驗,用于測試的系統(tǒng)包括動態(tài)信號測試系統(tǒng)DH5922、數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)DHMA、壓電式加速度傳感器DH131E。以變速器裝配體實物為目標,進行試驗振動響應分析。運用UG三維軟件建立變速器有限元模型,利用動力分析學軟件ADAMS對不同檔位下的變速器齒輪轉動進行動力學仿真,計算出齒輪激勵,并將其導入到Virtual Lab中NoiseVibration聲振分析模塊中進行振動響應分析,得到變速器箱體表面的的振動加速度數(shù)值。將試驗結果與仿真結果對比,驗證了振動響應分析有限元仿真手段的準確性;3)、利用噪聲測試實驗得到拖拉機傳動系的噪聲值,其中聲學試驗設備包括:PCB聲學傳感器,PXI-1036數(shù)據(jù)采集箱和PXI-6221數(shù)據(jù)采集卡、嵌入式采集軟件Lab VIEW Singnal Express;4)、變速器噪聲的仿真分析:將實驗測得的數(shù)據(jù)在與仿真結果經(jīng)性對比之后導入到有限元模型中,運用聲學仿真軟件LMS Virtual Lab的聲學分析模塊,將動力學仿真結果數(shù)據(jù)作為激勵輸入模型中,選擇邊界元法(即BEM),設置相應聲學分析參數(shù),通過變速器的噪聲仿真分析計算得到變速器的振動噪聲數(shù)值信號;結合試驗測的傳動系噪聲,利用聲學計算公式計算各工況下變速器在傳動系中的聲學貢獻量的頻域圖,即聲學貢獻量與頻率的關連圖�？梢杂行е庇^地反映出變速器固有頻率及工作頻率對噪聲的影響;5)、提出降低變速器振動噪聲的設計方法,對前面得到的聲學貢獻量分析結果,在理論分析和試驗的基礎上,進行數(shù)據(jù)處理分析,針對分析得到的變速器振動噪聲特性,并對其有限元模型進行結構上的修改,并通過有限元仿真對比證明降噪方案的合理性與準確性。
【圖文】：

7圖 1- 1 變速器噪聲優(yōu)化設計研究路線對變速器的降噪設計方法的研究技術路線如圖1-1所示。首先選定分析對象，對其進行正確性驗證，若模型可行，進行有限元分析。對變速器的各種工況進行振動響應試驗，將試驗測得的振動加速度作為邊界條件導入到LMS Virtual Lab的 Acoustics模塊中進行變速器的聲學仿真分析。將試驗采集傳動系噪聲與仿真得到的變速器噪聲進行相關計算，得到變速器對傳動系的聲學影響，找出問題關鍵所在并提出改進方案。對修改后的模型進行中再一次的聲學分析，，并將結果與原模型的結果對比，直至優(yōu)化的分析結果符合要求

變速操縱機構的功用是將各變速滑動齒輪撥到所需要的位置，使拖拉機獲得不同的前進速度、倒退速度和實現(xiàn)空檔停車。為了防止掛好的檔位自動脫檔和亂檔，相應地在變速機構中還有鎖定和互鎖機構。2.2.2 噪聲的激勵變速器作為一個能使車輛獲得不同的牽引力的機構，全靠其能改變發(fā)動機傳遞到驅(qū)動輪上的轉矩及轉速，由此可得其本身就是一個復雜的機械系統(tǒng)，包含齒輪、傳動軸、軸承、同步器以及箱體等一系列零部件，又可以稱為齒輪箱。在齒輪嚙合傳遞轉矩和轉速的過程中，嚙合沖擊會產(chǎn)生的振動，這種沖擊的產(chǎn)生原因是輪齒的工藝設計或者是裝配誤差等因素。振動并通過軸、軸承以及箱體，箱體的振動會對周圍形成輻射噪聲，這便是變速器噪聲產(chǎn)生的全過程：產(chǎn)生激勵、傳遞振動以及輻射噪聲。變速器的噪聲的研究應著重從激勵與輻射這兩大方面入手。圖 2-1 為變速器噪聲產(chǎn)生及傳播圖[42]。
【學位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S219

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本文編號：2711185