齒輪箱結構振動與噪音的問題預測

齒輪箱作為機械傳動（dòng）零部件憑借其傳動效率高，結構緊湊，傳動比穩（wěn）定和壽命長等（děng）優點得到了廣泛（fàn）的應用。隨著現代工業的不斷發展，齒輪傳（chuán）動（dòng）不斷朝著高速、重載、大功率的方向發展，這必（bì）然帶來了更為嚴峻的齒（chǐ）輪（lún）箱振動與噪音問題。由於齒（chǐ）輪箱在各種機械傳動中日益重要的作用，而能有效的對齒輪箱的噪音與振動的控製就顯得非（fēi）常重（chóng）要。

從齒輪箱振動與輻射的特性出發來設計生產齒輪箱或是對現有的齒輪箱進行有效的（de）改造，必將（jiāng）大大改善（shàn）當（dāng）前（qián）齒輪箱振動噪音（yīn）過大的掌控。而隨著計（jì）算機（jī）技術的發展，各種仿真軟件的出現與不斷的發展完善為解決振動噪音的預（yù）測提供了可靠的（de）工具。其（qí）中（zhōng）有限（xiàn）元邊界元方法是應用的最多也最為成熟的噪音預測方法。

齒輪箱的振動主要是由齒輪的振動經過軸係（xì）傳到齒輪箱，激勵齒（chǐ）輪箱箱體的振動，從而輻（fú）射噪音。而齒輪箱中（zhōng）的齒輪振動產生的激勵是十分複雜的，包括輪齒齧合過程中（zhōng）碰撞產生的齧合衝擊激勵，不斷變化的綜合剛度激勵以（yǐ）及齒輪生產與（yǔ）安（ān）裝誤差導致的誤（wù）差激勵等。

齒輪箱的（de）有限元建模過程中對模型進行（háng）了適當的簡化，忽（hū）略了齒輪箱箱體和齒輪上的分倒角。計算齒輪箱表麵節點的振動響應，並以此（cǐ）作為齒輪箱噪音預測的邊界條件。

齒輪箱結構噪音預測可采用邊界元方法，結構表麵輻（fú）射噪音是由於結構（gòu）振動產生的，因此可把齒輪箱和周圍的（de）空氣看作是一個聲學係統。邊界元分析首先需要建（jiàn）立邊界元模型，邊界元模型實際上就是通過對齒輪箱外表麵進行提（tí）取並劃分網絡來實現的。利用直接（jiē）邊界（jiè）元法對齒輪箱（xiāng）外部聲場進行求解，同時在（zài）齒輪箱外側建立立方體場（chǎng）點，以獲得各側麵聲強雲圖，便（biàn）於與聲強測試結果進行比較。

通過以上的實驗（yàn）可以知道，齒輪齧合頻率為影響齒輪（lún）箱噪音的主要頻率，該頻（pín）率下（xià）結構噪音較大的主要原因是齒輪箱非支撐側麵的剛度不夠，可以采用在該側（cè）麵添加筋板來改善其剛度，已（yǐ）達到降低齒輪箱結構噪音的目（mù）的。邊界元方法從齒輪箱的動態特性和聲學特性角度來分析齒輪箱的真的與輻射噪音的特性，由聲（shēng）強測試結構可知，預測結果（guǒ）基本準確的反映（yìng）了（le）齒輪箱輻射噪音的特性，表明了該方法應用於齒輪箱噪音預測的有（yǒu）效性，為齒輪箱的振動與噪音控製及優化設計提供了依據。