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在設(shè)計(jì)階段精確預(yù)測(cè)變速箱齒輪噪聲?

在設(shè)計(jì)階段精確預(yù)測(cè)變速箱齒輪噪聲?: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2018-07-15

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主噪聲的產(chǎn)生機(jī)理齒輪的嗚嗚聲,是一種與齒輪副的齒數(shù)相對(duì)應(yīng)的、含發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速多階次頻率的復(fù)雜諧音噪聲。在旋轉(zhuǎn)一圈的過(guò)程中，互相接觸的齒數(shù)是變化的，譬如說(shuō)，在某一時(shí)刻有兩個(gè)齒互相接觸，而在另一時(shí)刻則有3個(gè)齒互相接觸。另外，齒輪副的接觸點(diǎn)會(huì)不斷地沿齒面移動(dòng)。每一個(gè)齒均可視為齒根固定的梁，梁的彎曲剛度隨接觸點(diǎn)在梁上的移位而改變。對(duì)某指定的齒而言，當(dāng)接觸點(diǎn)向齒根移動(dòng)時(shí)其剛度在增大，當(dāng)接觸點(diǎn)向齒頂移動(dòng)時(shí)其剛度在下降。這一現(xiàn)象被認(rèn)為是附加剛度隨時(shí)間變化。齒輪咯咯聲是由于那些不帶負(fù)荷的傳動(dòng)齒輪可在一個(gè)小范圍內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲，即由于兩個(gè)齒輪的齒間切向間隙和齒輪與軸之間的徑向和軸向間隙所引起的噪聲。齒輪之間的撞擊和齒輪與軸之間的撞擊這種金屬之間的碰撞，會(huì)產(chǎn)生寬頻帶的振動(dòng)，并由此形成咯咯聲。這種碰撞是由于燃燒力隨時(shí)間變化引起發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)所造成的。齒輪的嗚嗚聲和咯咯聲作為源，經(jīng)由軸承的傳遞，最終激發(fā)起變速箱箱體的振動(dòng)，而振動(dòng)的箱體也隨之成為噪聲輻射源。從構(gòu)建-測(cè)試轉(zhuǎn)移到CAE 今天，傳動(dòng)系統(tǒng)的制造商在原型試驗(yàn)階段花費(fèi)大量的時(shí)間和精力去對(duì)付上面說(shuō)到的那些問(wèn)題。他們?cè)诎l(fā)動(dòng)機(jī)怠速及通過(guò)不同齒輪來(lái)變速時(shí)，評(píng)估在不同檔位上生成的傳動(dòng)系噪聲。這一途徑的問(wèn)題在于建造原型，進(jìn)行實(shí)物測(cè)試，并為力求解決存在的問(wèn)題而去修改原型的代價(jià)非常昂貴和費(fèi)時(shí)太長(zhǎng)。另一問(wèn)題是實(shí)物測(cè)試所能夠提供的信息，會(huì)受到可用于對(duì)傳動(dòng)系做測(cè)試的傳感器數(shù)量和精度的限制。居于這些理由，Elasis開(kāi)始探索在有原型之前的設(shè)計(jì)階段，就著手評(píng)估和分析變速箱噪聲。這樣做的目的，是為了在早期的設(shè)計(jì)階段，就能評(píng)估其聲振性能，優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少或消除原型階段的故障。Elasis 和 LMS 成功地引入的一個(gè)方法，是分析變速箱殼體在其軸承上作用有已知力時(shí)引起的振動(dòng)和噪聲，并分析噪聲是怎樣傳遞到車(chē)內(nèi)的。對(duì)變速箱殼是通過(guò)有限元（FE）模型和邊界元（BE）模型來(lái)建模的，軸承上的作用力是通過(guò)試驗(yàn)方法確定的。例如采用傳遞路徑分析（TPA）方法。試驗(yàn)和仿真的結(jié)合還用于識(shí)別殼體的薄弱部位，并提出有效的修改意見(jiàn)，諸如增加肋板或改變殼體的壁厚等。如果當(dāng)前的變速箱設(shè)計(jì)已可用于測(cè)試，那么上述方法的輸入力就可以用當(dāng)前的變速箱設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)予于確定，或是通過(guò)對(duì)相類(lèi)似的變速箱做試驗(yàn)來(lái)給定。這一途徑適用于噪聲問(wèn)題涉及變速箱殼體共振的情況，這種共振放大了軸承所承受的內(nèi)力。然而，由于該問(wèn)題主要源自強(qiáng)激振力，對(duì)箱體的結(jié)構(gòu)修改很可能尚: 回答者：網(wǎng)友

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