大型货车后桥锥齿轮减振降噪技术的研究

论文摘要

随着人们对汽车性能和舒适性要求的提高,噪声已成为高质量汽车的重要评价指标,弧齿锥齿轮广泛应用于汽车后桥,其啮合产生的振动与噪声影响着整车的性能,其噪声是汽车噪声主要噪声源之一,所以降低弧齿锥齿轮的振动与噪声已成为市场的需求。本文针对大型货车后桥用弧齿锥齿轮进行了减振降噪技术的研究。噪声的根源是振动,所以本文首先分析弧齿锥齿轮的振动特性。建立弧齿锥齿轮三维实体模型,进行有限元模态分析和谐响应分析,得出弧齿锥齿轮固有的振动特性和受激励下的振动特性。为减振降噪提供了依据。增大振动体自身的阻尼可以有效地降低噪声。本文用附加阻尼增大弧齿锥齿轮自身阻尼的方法进行减振降噪的研究,通过实验分析得出弧齿锥齿轮减振降噪附加阻尼的形式和附加阻尼的位置。对弧齿锥齿轮进行锤击噪声实验,得出齿轮噪声主要是由各阶模态振动引起。在齿轮本体上分别附加自由阻尼、约束阻尼和摩擦阻尼,进行锤击噪声实验,得出有效降低弧齿锥齿轮噪声的附加阻尼形式。实验发现在弧齿锥齿轮的不同位置附加阻尼对各阶模态振动下的噪声降低不同,经分析得出弧齿锥齿轮减振降噪附加阻尼施加的最优位置。用约束阻尼梁结构损耗因子的计算公式,分析弧齿锥齿轮附加约束阻尼结构各参数对结构损耗因子的影响。对用于弧齿锥齿轮附加摩擦阻尼的钢丝束阻尼结构的阻尼特性进行分析,得出影响弧齿锥齿轮附加磨擦阻尼结构损耗因子的关键因素。设计附加阻尼的弧齿锥齿轮结构,并用生产的齿轮样件在滚碾机上实验,验证降噪效果。重新设计弧齿锥齿轮本体的结构,并进行动态刚度对比和静态强度校核,设计附加阻尼的阻尼层结构。并用按设计要求生产的齿轮样件在滚碾机上实验,取得了良好的降噪效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本课题主要研究内容
• 第2章 弧齿锥齿轮振动特性分析
• 2.1 弧齿锥齿轮啮合振动特性分析
• 2.1.1 齿轮振动的产生机理
• 2.1.2 齿轮频率特征
• 2.1.3 弧齿锥齿轮振动的特点
• 2.1.4 弧齿锥齿轮的力学激励特性
• 2.2 弧齿锥齿轮三维实体建模
• 2.2.1 推导齿廓曲线的函数表达式
• 2.2.2 弧齿锥齿轮在Pro/E中建模
• 2.3 弧齿锥齿轮的模态分析
• 2.3.1 ANSYS模态分析简介
• 2.3.2 弧齿锥齿轮盆齿模态分析
• 2.3.3 弧齿锥齿轮角齿模态分析
• 2.4 弧齿锥齿轮谐响应分析分析
• 2.4.1 ANSYS谐响应分析简介
• 2.4.2 弧齿锥齿轮受激励下的振动响应特性分析
• 2.4.3 弧齿锥齿轮螺旋角对振动噪声影响分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 弧齿锥齿轮阻尼减振降噪的实验研究
• 3.1 阻尼减振降噪基本结构
• 3.1.1 粘弹性阻尼结构
• 3.1.2 摩擦阻尼结构
• 3.2 弧齿锥齿轮无附加阻尼锤击噪声实验
• 3.3 弧齿锥齿轮附加阻尼锤击噪声实验
• 3.3.1 附加粘弹性阻尼锤击噪声实验
• 3.3.2 附加摩擦阻尼齿轮锤击噪声实验
• 3.4 本章小结
• 第4章 弧齿锥齿轮阻尼减振降噪的结构设计
• 4.1 弧齿锥齿轮附加约束阻尼结构设计
• 4.1.1 约束阻尼层结构参数选择
• 4.1.2 弧齿锥齿轮结构重新设计及校核
• 4.1.3 弧齿锥齿轮附加约束阻尼结构的确定
• 4.2 弧齿锥齿轮附加摩擦阻尼结构设计
• 4.2.1 钢丝束阻尼结构的阻尼特性
• 4.2.2 弧齿锥齿轮附加刚丝束阻尼结构确定
• 4.3 附加阻尼的弧齿锥齿轮噪声实验
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢