航空发动机齿轮减速器振动噪声机理和辐射噪声的预测

齿轮减速器是飞机引擎中的关键部件,它能够将高转速输出转化为低转速输入,从而实现对发动机功率的调节。然而,由于齿轮传动系统的结构复杂性和运动特性特殊性,齿轮减速器在运行过程中容易产生振动噪声和辐射噪声,这对飞机引擎的稳定性和安全具有一定的影响。因此,研究齿轮减速器振动噪声机理和辐射噪声的预测是非常必要的。

人字齿轮系统振动传递分析优化与试验验证

为了有效分析人字齿轮传动系统振动传递特性、合理预估箱体结构振动噪声,建立考虑箱体内润滑油流固耦合的齿轮箱有限元模型,将文献[5]计算分配到各支撑轴承的时变动态载荷施加到箱体各轴承孔中心耦合参考点,由ANSYS软件的瞬态动力学分析模块对齿轮箱进行动态响应分析,对得到的齿轮箱考察结点结构振动加速度进行预估。选取改进的自适应遗传算法对人字齿轮小轮齿面进行多动力学目标的齿面三维优化设计,优化结果表明在给定优化载荷工况下,轮齿端面啮合线方向相对振动加速度及齿轮箱体机脚参考点结构振动加速度均得到明显下降。搭建人字齿轮传动系统封闭功率流试验台,利用海德汉圆光栅编码器高精度特性对人字齿轮端面啮合线向相对振动进行测量,加速度计测量箱体轴承座、箱体机脚位置振动加速度,以此验证人字齿轮动力系统振动传递理论及齿面三维修形减振效果。

大功率船用齿轮箱振动与结构噪声试验

由于船用齿轮箱的特殊使用工况,其性能要求远远高于其他齿轮箱。分析了某大功率船用齿轮箱的结构和传动原理,并在大功率齿轮传动试验台上进行试验测试。通过对振动信号FFT分析,发现其振动主要由输入级、中间传动级、输出级的啮合频率及其倍频引起。该大功率船用齿轮箱振动烈度达到4.47mm/s,最大结构噪声131.27dB,对应输出级啮合频率329Hz处。

利用粘弹性阻尼结构研究聚氨酯的阻尼性能

合成了聚氨酯阻尼材料,并利用粘弹性阻尼结构研究了聚氨酯在0～1000Hz频率范围内的阻尼性能。分别讨论了云母填料含量、环境温度以及气泡对材料阻尼性能的影响。结果发现,填料较多的和不含气泡的材料的阻尼性能相对优异。随环境温度的升高,材料阻尼减振性能下降。

双环减速机振动噪声分析

以中心输入式双环减速器为对象,介绍了减速器基本结构及进行结构噪声和空气噪声测试的设备、测点及测试方法。结合各测点频谱图、结构噪声幅值图谱和空气噪声测试结果,分析了双环减速器振动特性及可能存在的故障,得出其噪声值和噪声产生的原因,为设计双环减速器,减小其振动噪声提供理论依据。

单级人字齿轮减速器振动噪声分析方法研究

以船用人字齿轮减速器为研究对象,依据人字齿轮传动结构特点,综合考虑齿轮时变啮合刚度、误差、惯性力等激励以及人字齿轮轴向定位与滑动轴承支撑等因素,建立了传动系统弯-扭-轴耦合动力学模型,通过求解得到了传动系统轴承动载荷。以轴承动载荷为激励,采用FEM/BEM方法计算了齿轮箱噪声辐射,得到了齿轮箱声场声压分布云图与各场点噪声谱,对齿轮箱噪声的空间分布与频率成分进行了分析。就人字齿轮中间连接刚度与轴向定位刚度对减速器振动噪声的影响进行系统讨论,为减速器的减振降噪设计提供理论基础。

结构噪声源识别的能量流分析方法

基于能量流理论提出了识别结构噪声源的分析方法。推导了利用两点线性加速度传感器测量能量流的互谱表达式。对测量过程中出现的主要误差进行了分析，提出了相应的减少误差的措施。通过试验验证了测量方法的精度及识别结构噪声的主要过程。

单级人字齿轮减速器振动噪声影响因素研究

以船用人字齿轮减速器为研究对象,依据人字齿轮传动结构特点,综合考虑齿轮时变啮合刚度、误差等激励以及人字齿轮轴向定位与滑动轴承支撑等因素,建立了传动系统弯-扭-轴耦合动力学模型,通过求解得到了传动系统轴承动载荷。以轴承动载荷为激励,采用FEM/BEM方法计算了齿轮箱噪声辐射,得到了齿轮箱声场声压分布云图与各场点噪声谱。系统讨论了人字齿轮基本参数(包括齿顶高系数、顶隙系数、齿宽、螺旋角及压力角)以及减速器结构特征(人字齿轮中间连接刚度、轴向定位刚度)对减速器振动噪声的影响,为减速器的减振降噪设计提供了理论基础。

4级行星齿轮箱振动噪声预估及修形效果分析

为研究修形前后多级行星齿轮箱在复杂激励作用下的振动噪声,以海洋平台升降齿轮箱为对象,建立了耦合4级行星轮系、轴承和箱体的齿轮箱有限元模型,分析了齿轮箱的振动模态;采用静动力接触有限元法求解了修形前后齿轮副的内部动态激励,在此基础上提出了考虑轮齿修形的齿轮箱振动噪声预估方法,利用模态叠加法分别计算了轮齿修形前后齿轮箱的振动响应,并采用声学边界元法对齿轮箱的辐射噪声进行预估。结果表明:修形后4级行星齿轮箱的振动噪声明显降低,对比振动噪声仿真与实测结果,两者吻合良好。

泡沫铝阻尼塞在矿山机械重型齿轮中的应用研究

为降低大型机械齿轮传动中产生的振动噪声及齿轮轻量化问题,以MG400/920—WD型采煤机中减速器齿轮为例,设计了泡沫铝填充结构的齿轮,应用有限元分析软件ANSYS对其进行静态和动态分析。验证了泡沫铝阻尼塞重型齿轮在矿山机械中应用的可行性和优越性。

单囊式空气弹簧建模及其固有特性仿真研究

利用Pro-E与Ansys软件对单囊式空气弹簧进行实体建模,讨论模型有限元处理方法,验证网格划分的可用性.采用Ansys软件求解出单囊空气弹簧分别在初始充气压强为0.2、0.3和0.4 MPa时的各阶固有频率值,结果表明,随着初始充气气压的增高,空气弹簧的各阶固有频率均有所提高.由此可通过改变空气弹簧初始充气压力来调节空气弹簧工作时的固有频率,充分利用空气弹簧的特性为工程应用服务.进一步对单囊空气弹簧进行模态响应仿真分析,给出初始气压为0.2 Mpa下1～4阶空气弹簧振型图,找出所建空气弹簧模型的薄弱点,该研究对深入开展空气弹簧结构优化设计有借鉴意义.

工况下齿轮变速箱的低噪声优化方法研究(英文)

提出了一种综合方法能够计算来自变速箱稳定的动态响应和噪声辐射。该方法在考虑时变啮合刚度、齿轮误差和轴承箱体的情况下建立圆柱齿轮传动系统的动力学模型,通过求解数学模型获得动态轴承力的数据。此外,以轴承负载力的数据为激励,数值模拟计算出变速箱的振动和噪声辐射,随着节点动态响应时间的变化,获得了变速箱的噪声频谱和共振频率范围。最后,计算了变速箱面板的共振的频率范围。基于变速箱面板声学贡献分析和振型的结论,对两个齿轮箱的刚度进行了改善。对比分析齿轮箱噪声辐射,确认该方法能有效降低噪声的产生,对变速箱的设计提供了有用的理论指导。

轴向柱塞泵的模态分析及基于壳体的结构优化

利用ANSYS软件建立了轴向柱塞泵的整体简化模型,并对其进行了模态分析。根据模态分析结果,对柱塞泵壳体的结构进行了优化,并分析了壳体上部分区域加厚和增设加强肋对壳体固有模态频率的影响。通过对壳体结构优化后发现,柱塞泵整体固有频率有一定的提高,这说明柱塞泵的结构刚度得到了加强,有利于柱塞泵的减振降噪。

城市轨道交通减振降噪分析及工程措施

研究目的:城市轨道交通引起的环境振动和噪声污染问题日益突出,需引起高度重视。因此,基于环境评价报告并结合工程实际,对城市轨道交通进行减振降噪设计显得十分重要,本文结合上海地铁2号线东延伸工程,通过研究与分析提出轨道减振降噪的设计新思路及工程措施。研究结论:研究结果表明,合理选择轨道结构和结构参数是减振降噪的主要措施,轨道结构的刚度设计是减振降噪型轨道结构设计的重点,研发新型减振降噪轨道结构是未来的发展方向。

新型定轴摆轮减速传动分析

针对目前摆线针轮减速传动需要专门的输出机构、体积大、振动大等缺点,提出了一种摆线轮作定轴传动的新型定轴摆轮传动机构。分析研究了该机构的传动原理和传动结构;推导了摆线轮基本参数计算公式和齿廓方程;设计制造样机,并在齿轮传动试验台上对该样机性能进行了测试,结果表明该减速器在额定工况下传动效率可达91.9%,最大振动速度有效值为3.09mm/s,最大结构噪声为101.6dB。

双环减速器振动特性分析及实验研究

以双环减速器为研究对象,分析了影响双环减速器振动噪声的主要因素,影响因素包括由时变刚度激励、误差激励、啮合冲击激励组成的齿轮啮合内部激励以及环板不平衡惯性力产生的动态激励。利用I-DEAS软件,建立了包括齿轮、环板、传动轴、轴承和箱体的整个减速器系统的动力有限元分析模型,计算了减速器的振动模态、动态激励下的时域和频域响应,以及速度级1/3倍频程结构噪声。利用振动测试分析仪对双环减速器进行了模态测试及振动测试,测试结果与有限元仿真结果相当接近。

箱体结构对减速器振动噪声的影响仿真研究

以单级人字齿轮减速器为研究对象,综合考虑齿轮传动过程中的误差激励、啮合刚度激励建立动力学模型。通过傅里叶级数法求解,得到了轴承动载荷时域历程与频谱。以轴承动载荷为激励,采用FEM/BEM方法计算了减速器辐射噪声,得到齿轮箱声场各场点的噪声谱。通过对箱体结构进行适当改进,计算了不同箱体结构下的辐射噪声。研究并讨论了箱体结构对辐射噪声的影响,得到了肋板对箱体辐射噪声的影响规律,为减速器的减振降噪设计提供了理论依据。

城市轨道交通轨道结构类型选择的研究

本文根据城市轨道交通的特点 ,通过分析有碴轨道与无碴轨道结构的特点 ,提出在城市轨道交通中 ,应优先采用无碴轨道结构类型及其设计原则。提出了减振降噪型轨道结构的设计。

变风载下风电齿轮箱内部激励规律研究及动态特性优化

风电齿轮箱作为风电机组的关键部件,其动态特性直接影响整个机组的运行。以某兆瓦级风电齿轮箱为研究对象,考虑箱体、行星架的结构柔性后,建立风电齿轮箱耦合动力学模型,并分析了其动态响应。针对单一工况所得的齿轮修形量未必适用于其它工况的问题,对各工况下的风电齿轮箱各级齿轮副内部激励进行了加权处理,以各齿轮内部激励和最小为优化目标,基于遗传算法寻求适用于多工况的最优修形量,并结合齿轮宏观参数优化来改善风电齿轮箱的动态响应。结果表明,通过宏观参数优化及齿轮修形后,各工况下风电齿轮箱的振动加速度及结构噪声均得到了有效改善。研究结果为兆瓦级风电齿轮箱动力学特性优化提供了依据。

行星齿轮传动系统的降噪研究及参数优化

行星齿轮传动的振动和噪音影响着行星减速器的传动性能。以某型号渐开线行星减速机为研究对象,针对行星齿轮在传动过程中的振动噪音问题,利用Kisssoft软件分析相同工况下不同齿数组合下的行星齿轮传动系统的传动误差、齿面载荷分布以及接触斑点,通过分析得到的传动误差、齿面载荷分布以及接触斑点的优劣从而实现对行星轮系传动精度高低的判断,得到最优齿数。通过分析结果可知当行星减速机以行星架作为输入端,每对啮合的齿轮副之间满足齿数互质且太阳轮齿数不为行星轮数目的整数倍时,传动系统振动幅度和噪音明显降低。最后,通过对加工出的实体进行振动分析,证明该方法可行,该研究可为行星齿轮传动减振和降噪提供理论依据。