HW15710齿轮箱振动噪声测试分析报告

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噪声与振动控制实验报告

噪声与振动控制实验报告

噪声与振动控制实验报告一、实验目的本实验旨在通过对噪声与振动进行控制,达到降低环境噪声和减少振动影响的目的。

通过实验,掌握噪声与振动控制的基本原理和方法,提高工程人员在实际工作中的应用能力。

二、实验设备本次实验所用的设备包括噪声生成器、振动传感器、振动试验台等各种实验设备。

三、实验原理1. 噪声控制原理:噪声是一种具有不良影响的声音,通过对噪声的控制可以使其达到合理范围内,减少对人体的损害。

常用的噪声控制方法包括隔声、吸声、降噪等。

2. 振动控制原理:振动是物体在运动中产生的周期性的震动现象,对机械设备和人体健康均有不良影响。

振动控制的方法包括减振、隔振、吸振等。

四、实验步骤1. 在实验室内设置噪声生成器,并调节至适当的音量。

2. 将振动传感器安装在振动试验台上,并调节振动幅度至一定水平。

3. 开始记录噪音和振动的数据,包括频率、幅度、时长等参数。

4. 分析数据,根据噪声和振动的特点,制定相应的控制方案。

5. 进行控制实验,观察结果并记录数据。

6. 分析实验结果,总结控制效果并提出改进意见。

五、实验结果经过对噪声和振动的控制实验,得出以下结论:1. 通过合理的隔声和吸声措施,可以有效降低环境噪声。

2. 通过减振和隔振措施,可以降低机械设备的振动影响。

3. 对噪声和振动进行有效控制,可以提高工作环境的安静舒适度,减少对人体的不良影响。

六、实验总结本次实验通过对噪声与振动控制的探索,使我们更加深入地了解了噪声与振动的威胁以及控制方法。

掌握了噪声与振动控制的基本原理和技术,提高了我们的实践能力和应用水平。

希望通过今后的学习和实践,能够更好地应用噪声与振动控制技术,为工程实践提供更好的支持和保障。

船用传动齿轮箱振动试验与分析

船用传动齿轮箱振动试验与分析

摘要:某多输入双级传动齿轮箱是舰船振动与噪声的主要根源之一。

文中在建立齿轮箱的试验模型后,采用固定锤击点改变测量点法采集各点的冲击数据和响应数据,在对同类型两部齿轮箱的模态试验的结果分析的基础上,通过对比找到了其中一部齿轮箱振动噪声增大的原因,经过对该齿轮箱的开箱测检结果表明,其分析结论是正确的。

对该型舰船齿轮箱的故障诊断、提高其可靠性和维修性,具有重要的指导意义。

关键词:齿轮箱; 振动; 噪声; 模态试验舰船齿轮箱不仅要求传递功率大、体积小、重量轻,还要求其振动小、噪声低[1 ] ,齿轮箱能否正常工作会影响整个系统的工作特性,齿轮箱本身的振动以及由轴系传来的齿轮的振动都是产生舰船辐射噪声的主要根源,继而直接影响舰船的战斗力。

某型舰船的多输入双级传动齿轮箱存在着较大的振动和噪声,表现为振动量级超大和有啸叫声,这一现象在其它同型齿轮箱中少见,通过对该型舰船齿轮箱箱体的模态对比测试,测试结果发现了某型舰船齿轮箱产生噪声振动的故障原因,并采取了相应的措施,排除了故障。

1 齿轮箱的振动信号分析从故障齿轮箱中录取信号,经数字信号分析,从中提取故障信息,是机器设备状态监测和故障诊断的有效方法[2 ,3 ] 。

振动信号的结构成分反映齿轮箱的振动特征及故障性质。

为此,通过对同型的两座齿轮箱的振动信号的拾取及分析对比,查找齿轮箱的主要故障源及其传递途径。

在齿轮箱上共布置了六个测点,测点布置在齿轮箱体罩壳轴承测温计的凸台上,测点如图1 所示。

图1 齿轮箱测点布置同时,还用声级计测试空气噪声,并分析其频谱,比较其与箱体振动的相关性。

主要测试仪器有: Kistler 8702250 加速度传感器、Kistler 5124A 放大器、TEAC TD2135 T 数据记录仪、HP25670 动态信号分析仪和QUEST MODEL 1800 声级计。

从齿轮箱的振动频谱图分析,其振动频谱的主频率为二级齿轮副的啮合频率及其倍频。

齿轮箱振动测试与分析

齿轮箱振动测试与分析

文章编号:1009-3486(2004)06-0083-06齿轮箱振动测试与分析Ξ程广利1,朱石坚1,黄映云1,王 基2,伍先俊1(1.海军工程大学振动与噪声研究所,湖北武汉430033;2.海军工程大学动力工程学院,湖北武汉430033)摘 要:在对某型齿轮箱的模态、振动烈度和振动加速度进行测试的基础上,详细分析了测试结果.模态测试得到了齿轮箱的振型和模态参数,振动烈度测试结果表明该齿轮箱处于良好工作状态,振动加速度测试结果显示该齿轮箱的减振措施达到了预期的效果.最后,对测试提出了建议.关键词:齿轮箱;振动;模态测试;振动烈度;振动加速度中图分类号:TH132.41 文献标识码:AVibration measurement and analysis of gearboxCHEN G Guang 2li 1,ZHU Shi 2jian 1,HUAN G Y ing 2yun 1,WAN G Ji 2,WU Xian 2jun 1(1.Inst.of Noise &Vibration ,Naval Univ.of Engineering ,Wuhan 430033,China ;2.Power Eng.College ,Naval Univ.of Engineering ,Wuhan 430033,China )Abstract :On the basis of the measurement of model ,vibration severity and vibration acceleration of a cer 2tain kind of gearbox ,the measurement results are presented in detail.The result of modal mea 2surement gets the vibration model and modal parameters of the gearbox ,and the result of vibration severity mea 2surement makes it clear that the gearbox is in good condition ,and the result of vibration acceleration 2measurement indicates that the vibration reduction reaches the prospective effect.Some advice for the mea 2surement is given finally.K ey w ords :gearbox ;vibration ;modal measurement ;vibration severity ;vibration acceleration现代舰船动力装置的数量和类型繁多,而各设备的重要程度差别较大,其中保障包括主动力和齿轮箱等在内的对舰船航行影响较大的机械设备的正常运行就显得更加重要.齿轮箱本身的振动以及由轴系传来的齿轮的振动都是产生舰船辐射噪声的主要根源[1].研究齿轮箱的振动时,除了要了解系统的激励因素外,还要知道齿轮箱的固有振动特性[2].由于振动监测分析法具有诊断速度快、准确率高和能够实现在线诊断等特点,所以它是对齿轮箱进行故障诊断最有效、最常用的方法.其中试验是振动监测分析法的一个重要的途径,通常的试验包括模态试验和航行振动试验[3].模态测试是在静态、无任何运行影响的条件下进行的,可以得到齿轮箱的固有特性.振动烈度是衡量齿轮箱在实际运行过程中振动强弱的指标.振动加速度则反映了齿轮箱的振动传递特性.作者在对某型齿轮箱的模态、振动烈度和振动加速度进行实际测试的基础上,详细分析了测试的结果.由于该齿轮箱体积庞大、结构复杂,且已经安装在舰艇上,导致测试中存在测试点数目多、测试环境限制条件多等不利因素,对于此类大型齿轮箱尚无振动测试的全面资料,所以此次测试意义重大,为该型齿轮箱的保养和维修提供了第一手资料.1 齿轮箱模态测试和分析对齿轮箱进行模态分析或实验模态分析为其动态特性、结构设计和性能评估提供了一个强有力的 第16卷 第6期 2004年12月 海军工程大学学报 JOURNAL OF NAVAL UN IV ERSIT Y OF EN GIN EERIN G Vol.16 No.6 Dec.2004 Ξ收稿日期:2004206208;修订日期:2004207212作者简介:程广利(19762),男,硕士生.工具,可靠的实验结果往往作为产品性能评估的有效标准[4].根据模态测试的结果可进行模态参数识别,其主要任务是从测试所得的数据中确定振动系统的模态参数,其中包括模态固有频率、模态阻尼比和振型等.同时在实际工作中还可利用模态参数等结果进行故障判别,使其日益成为一种有效的故障诊断和安全检测方法.1.1 模态试验理论试验模态测试的基本原理是将齿轮箱箱体离散化,箱体的振动可以假设为具有n 自由度的线弹性振动系统,其振动微分方程表示为[5]:M x ・・(t )+C x ・(t )+K x (t )=P (t )(1)式中:M 、C 、K 分别为系统的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵,各为n ×n 阶的实对称矩阵;x (t )、x・(t )、x ・・(t )分别为系统位移、速度和加速度响应列向量,各为n 阶;P (t )为n 阶激振力列阵.将(1)式两边分别作傅立叶变换,令x (t )=X e j ωt 可得到X (ω)=H (ω)P (t )(2)式中:H (ω)为位移频向函数矩阵.当在i 坐标激振,j 坐标测量的频率响应函数为:H ji (ω)=∑nr =1φjr φirω2M r +jωC r +K r (3)但在实际测试中,一般通过功率谱密度来求得系统的频率响应函数如下式[6]:H (ω)=G PX (ω)G PP (ω)(4)式中:G PX (ω)、G PP (ω)分别为输入输出互功率谱密度和自功率谱密度.采用互谱分析多次平均后可减少噪声,利于模态识别. 图1 模态测试分析系统框图1.2 测试方案本次测试采用锤击模态测试方法,即单点敲击单点测响应,固定敲击点移动响应点的测试方法.要求力锤敲击时没有连击,用力大小均匀且测试对象响应适中,每点平均锤击4次,信号大小满足信噪比.选择敲击点要避开节点、接近区域几何中心等因素.为了避免因响应点选择不当可能造成的模态泄漏,响应点应选择在非对称轴线(或对称平面上),并经多次初步反复测试后确定.该齿轮箱采用减振橡胶器弹性隔振方式,所以测试中采用原装支承方式.系统的采用频率分别采用2000Hz 和5000Hz.模态测试分析系统框图如图1所示.1.3 测点布置 为了对齿轮箱的模态进行测试,首先对齿轮箱进行结构分析和几何尺寸测绘,并对其进行初步有限元计算和固有频率分布范围估计.预估结果表明由上下箱体组成的齿轮箱的上箱体各阶模态较为密集,所以在上箱体布置了416个测点,下箱体布置了96个测点,共计512个测点.布点原则是保证可以激发出齿轮箱体的各阶模态,对于轴承座等重要部位以及能够引发较大噪声的部位多布点.在箱体上标出各测点的位置,并逐一进行编号.舰艏端轴侧测点布置图(前端面和左立面)如图2所示.・48・海 军 工 程 大 学 学 报 第16卷 图2舰艏端轴侧测点布置图(前端面和左立面)1.4 数据处理和分析用U TEK 系统中通过U TEKSS 数据采集处理与分析软件包对所采集的数据进行处理,建立该齿轮箱工程数据.向U TEK 系统U TEKMA 结构模态分析软件包中输入各测点坐标,连线使之形成模态几何网格.模态分析计算过程中,采用实模态分析法.根据固有频率的密集程度,选择适当带宽,进行初始估计,然后进行整体曲线拟合,求出频响函数,并对模态振型进行综合化处理,即对测量方向、约束方程和模态振型按模态质量归一化处理.通过上面的数据处理后,可以获得如表1所示的1100Hz 以内前18阶模态的模态参数.表1 1100H z 以内有前18阶模态的模态参数模态阶数频率/Hz阻尼比/%11325.421712.332185.442413.052905.463584.673925.484704.595372.7模态阶数频率/Hz阻尼比/%106093.6116753.1127732.7138132.7148893.6158991.9169423.6179692.71810042.3 从分析得到的振型图来看,1阶振型大体沿轴向摆动;2阶振型情况不定;3阶振型大体沿横向摆动;4阶振型大体绕垂向扭转,其它振型皆是上述振型的复合运动.从振型动画图3(a )和(b )来看,齿轮箱上箱体的振动远比下箱体的振动大,这与预估的结果是一致的.轴承座位于上箱体,所以上箱体的大幅度振动使得轴承座的振动也比较大,这就使得齿轮在运转过程中的对中受到影响,进而敲击齿面引发振动与噪声,这也是齿轮箱产生振动与噪声的一个重要根源,在对齿轮箱进行振动控制时要对其进行相应的处理.・58・ 第6期 程广利等:齿轮箱振动测试与分析  图3 振型动画图2 齿轮箱振动烈度测试和分析振动烈度是指在机组测点上测得的3个正交方向上振动速度有效值的向量和的模.它是衡量机组振动强弱的指标,可以用来评价隔振后机组振动是否满足规定的要求,实际上它反映的是测点上机组振动能量的大小[1].图4 某型舰主汽轮机及减速齿轮箱测点布置示意图本次测试仪器采用B &K2513测振仪.测试环境为3级海况以下、直线航行,非航行必须启动设备处于关闭状态,齿轮箱处于正常、稳定工作状态.测试工况依次分别为双车进四、主轴转速为150r/min ;双车进三、主轴转速为105r/min ;单车进三、主轴转速为105r/min ;单车进四、主轴转速为150r/min.分别在机脚、轴承盖、齿轮箱顶部等能反映齿轮箱振动全貌的位置处布置10个测点,对其进行逐一编号,要求各测点无明显局部振动,测点布置如图4所示(图中左为主汽轮机,中间为轴承座,右为齿轮箱).测试分析频率范围为10Hz 到1000Hz.通过计算得出该齿轮箱测试各工况下的振动烈度依次是1.18mm/s ,1.21mm/s ,0.60mm/s ,1.16mm/s ,按照G B11347-89《大型旋转机械振动烈度现场测量与评定》考察,该齿轮箱振级评定为A 级,机器处于良好工作状态.工况为单车进三、主汽轮机转速105r/min 的各点各方向的振动速度如表2所示.表2 工况为单车进三、主汽轮机转速105r/min 的各点各方向的振动速度测点号垂向振动速度V 垂/mm ・s -1纵向振动速度V 轴/mm ・s -1横向振动速度V 横/mm ・s -110.350.300.3520.450.400.4030.350.55-40.300.500.2650.300.260.1860.180.260.2270.300.28-80.700.40-90.350.400.30100.50-0.35测点数目N i1097各向振动速度平均值∑V iN i0.380.370.29 注:表中“-”表示由于机械结构原因,该点此方向上不能测量到振动速度.・68・海 军 工 程 大 学 学 报 第16卷  按照H JB 38.75-90《常规动力潜艇系泊、航行试验规程———机组振动》评定,该设备属于第四类,振级评定为A 级,机器处于良好工作状态.对各测点测试结果进行比较后,发现振动烈度较大的点大都集中在轴承座附近.3 齿轮箱加速度测试和分析齿轮箱是形成水噪声主要来源之一,极大地影响了舰船的隐蔽性,所以要实测齿轮箱机脚的振动能量大小和隔振效果.通常通过测量齿轮箱1/3倍频程加速度振级来衡量齿轮箱机脚的振动能量大小,通过测量齿轮箱的单层隔振装置加速度振级落差对其隔振效果进行评估.振级落差是指被隔振设备振动响应有效值与对应基础响应有效值之比的常用对数的20倍[1].测试环境和测试工况同振动烈度测试.测试仪器包括丹麦B &K4371加速度传感器、B &K 2635电荷放大器、美国DP104动态信号采集及分析系统.在机组机脚四周靠近隔振器安装点处选取5个测点(称为上测点),对应每个机脚测点选取舰体安装基座测点(称为下测点).参照标准为G JB763.4-89《舰船设备结构振动加速度测量方法》和G JB763.2-89《舰船噪声限值和测量方法———舰船设备结构振动加速度验收限值》.频率范围为10Hz 到10000Hz.3.1 齿轮箱1/3倍频程加速度振级测试结果和分析根据G JB763.2-89可知齿轮箱属第三类设备,结构振动加速度验收限值为105μm/s 2.从各工况上测点结构振动加速度1/3倍频程谱图可知,在400Hz 以下的低频段各工况绝大多数上测点结构振动加速度1/3倍频程中心频率的加速度振级在验收限值以内.工况为单车进三、主轴转速为105r/min 时5号测点加速度振级实际测量值与限值比较如图5所示.图5 单车进三、主轴转速为105r/min 时5号测点加速度振级实际测量值与限值的比较图3.2 齿轮箱的单层隔振装置加速度振级落差测试结果和分析在各工况下齿轮箱单层隔振装置隔振效果(振级落差)依次为19.3dB ,13.4dB ,17.6dB ,17.0dB ,参照标准可知齿轮箱处于正常工作状态.4 结 论(1)从模态实验分析的结果看,该型齿轮箱的频率比较密集,这与其复杂结构是相对应的;通过比较测得的固有频率来看,其固有频率都不在传动系统的共振区;振动烈度测试结果表明该齿轮箱处于良好工作状态;齿轮箱1/3倍频程加速度振级测试结果表明该齿轮箱机脚的振动符合标准;齿轮箱的单层隔振装置加速度振级落差的测试结果表明对该齿轮箱的减振达到了预期的效果.这些结果充分说明该齿轮箱的设计较为合理,齿轮箱使用正常.(2)本次实验测试结果对于提高该型齿轮箱的可靠性和维修性起着重要作用,对其日常保养、状态检测有着重要的现实意义.・78・ 第6期 程广利等:齿轮箱振动测试与分析 (3)运用模态分析法得到的齿轮箱的动态特性具有其局限性,因为它仅适合于低中频段,而在高频段因模态叠加无法分辨,实际上高频振动对于分析齿轮箱的振动机理和隔振有着重要意义,所以应结合其它方法如能量分析法等对其高频动态特性进行更为精确的分析.(4)测试中环境噪声对测试影响应在分析中予以充分考虑,才能使测试结果更加准确.参考文献:[1] 朱石坚,何 琳.船舶机械振动控制[M ].北京:国防工业出版社,2003.[2] 吴新跃,朱石坚.人字形齿轮传动的振动理论分析模型[J ].海军工程大学学报,2001,13(5):13-19.[3] 金咸定.船舶结构动力学的进展与信息化[J ].振动与冲击,2002,21(4):1-6.[4] 曹树谦,张文德,萧龙翔.振动结构模态分析———理论、实验与应用[M ].天津:天津大学出版社,2002.[5] 傅志方,华宏生.模态分析理论与应用[M ].上海.上海交通大学出版社,2000.[6] 卢文祥,杜润生.机械工程测试・信息・信号分析[M ].武汉:华中科技大学出版社,2003.(上接第40页)表2 基本层厚度固定计算阻尼层厚度条件 算例内容 结 果(a )梁1基本层厚度0.03m ;梁2基本层厚度0.01m 梁1阻尼层厚度0.00001m ;梁2阻尼层厚度0.0515m (b )梁1基本层厚度0.01m ;梁2基本层厚度0.03m梁1阻尼层厚度0.044m ;梁2阻尼层厚度0.00001m (2)将基本层厚度和阻尼层厚度都设定设计变量设结构基本层最小厚度大于0.005m ,阻尼层最小厚度大于0.00001m.优化计算得数值:梁1基本层厚度0.025m ,梁1阻尼层厚度0.00001m ,梁2基本层厚度0.005m ,梁2阻尼层厚度0.028m.尽管梁1阻尼层厚度值和梁2的基本层厚度值都取边界值,但仍可以看出趋势:增大梁1基本层厚度和增加梁2阻尼层厚度有利于减小梁2的振动能量.通过(13)和(17)式,可见增大梁1基本层厚度能够很快减小结构导纳实部G ,所以减小力对梁1的输入功率,η12也略有减小,而此时n 1<n 2,所以应增大η2,由(11)式分析出有利于减小梁2的能量.以上只是对简单的2结构系统进行分析,随着结构复杂度的增大,结构参数的寻优过程是在优化算法中完成的.由于统计能量法具有阻尼灵敏度分析功能,其合理性是不言而喻的.3 结 论由统计能量法计算得出的结构频段平均能量值具有很好的鲁棒性,适于优化程序.文中建立了统计能量法的通用优化模型,并对一个由2根梁构成的模型进行了优化设计.计算结果表明该模型具有阻尼布置寻优和结构优化设计功能.该优化模型可用于复杂系统的优化设计中.参考文献:[1] 姚德源,王其政.统计能量分析及其应用[M ].北京:北京理工大学,1995.[2] 文功启.高速船结构噪声传播及其阻尼被动控制的研究[D ].武汉:武汉理工大学,2002.[3] 吴玉恒.噪声与振动控制设备选用手册[M ].北京:机械工业出版社,1988.・88・海 军 工 程 大 学 学 报 第16卷 。

某型齿轮箱传动系统的噪声与振动分析

某型齿轮箱传动系统的噪声与振动分析

某型齿轮箱传动系统的噪声与振动分析随着科技的进步和人们对质量要求的提高,噪声和振动问题已经成为工业界面临的一个重要挑战。

对于某型齿轮箱传动系统来说,噪声和振动不仅会对设备的正常运行产生负面影响,还会对操作人员的健康和环境造成潜在风险。

因此,对齿轮箱传动系统的噪声与振动特性进行深入分析和优化是十分必要的。

首先,要了解齿轮箱传动系统中噪声和振动的产生机制。

齿轮箱主要由齿轮、轴、轴承等组成,当这些部件在工作过程中发生相对运动时,就会产生振动。

而由于材料、摩擦、结构等因素的限制,这种振动会以声波的形式传播出来,产生噪声。

齿轮、轴、轴承等部件的质量、结构、加工精度等都会对振动和噪声产生影响,因此,在设计和制造过程中应该注重提高部件的质量和加工精度,减少不必要的振动和噪声。

其次,齿轮箱传动系统噪声和振动的分析方法主要由试验和数值模拟两部分组成。

试验方法通常使用振动传感器和声学传感器来测量实际工作状态下的振动和噪声数据。

通过对实测数据的分析,可以了解不同工况下齿轮箱振动和噪声的变化规律,找出可能存在的问题和改进措施。

数值模拟方法则通过建立齿轮、轴、轴承等部件的有限元模型,并结合运动学和动力学分析方法,计算出齿轮箱在不同工况下的振动和噪声情况。

通过数值模拟可以在设计阶段就预测和评估齿轮箱的性能,提前采取相应的改进措施。

齿轮箱传动系统的噪声和振动问题涉及到多个方面的因素。

首先,振动和噪声的源头主要包括齿轮啮合、轴承摩擦、轴向不稳定等。

齿轮啮合时会产生周期性的振动和噪声,当齿轮啮合配合不良或齿轮质量不合格时,啮合过程中会产生不规则的振动和噪声。

轴承摩擦和轴向不稳定则会导致齿轮箱产生高频振动和噪声。

其次,传动系统的结构和材料也会对振动和噪声产生影响。

合理设计传动系统的结构和加强件的连结,选择合适的材料和表面处理方法,可以有效地减少振动和噪声的产生。

再次,传动系统的工作工况也会对噪声和振动产生不同程度的影响。

根据传动系统的工况,合理调整传动比、转速和负载等参数,可以减少振动和噪声的幅度和频率。

带式输送机齿轮箱的振动噪声与对策

带式输送机齿轮箱的振动噪声与对策

带式输送机齿轮箱的振动噪声与对策带式输送机是一种常用的物料输送设备,通过带式传动实现物料的输送。

同时,带式输送机齿轮箱作为传动装置中的重要部件,起着连接电机和输送器的作用,其性能直接影响到整个输送机的工作效率和稳定性。

然而,在使用过程中,往往会出现带式输送机齿轮箱的振动和噪声问题,不仅影响设备正常的工作,也会对生产和操作者的身体和心理造成不良影响。

因此,本文重点分析了带式输送机齿轮箱振动噪声的成因及应对方法。

1. 齿轮制造质量问题如果齿轮制造精度不高,尺寸偏差过大,可能会导致齿轮间隙过大、摩擦力增大等现象,从而引起齿轮箱振动噪声。

2. 齿轮配合间隙过大正常的齿轮传动中,齿轮间隙需要保持在一定范围内,过大过小都会对齿轮传动造成影响。

如果带式输送机齿轮箱齿轮配合间隙过大,那么齿轮在传动过程中就会产生“噪声”和振动。

3. 齿轮箱内有异物带式输送机齿轮箱内会有一些杂物或污垢,这些杂物会与齿轮或轴承产生摩擦,从而导致齿轮箱振动噪声。

4. 轴承故障带式输送机齿轮箱的轴承是主要承载齿轮重量的部件,如果轴承座位损坏或轴承损坏,会导致齿轮箱振动噪声。

5. 驱动电机故障带式输送机齿轮箱的驱动电机如果工作不稳定或发生故障,也会对齿轮箱产生不良影响,从而导致振动噪声。

在制造齿轮的时候,需要严格控制加工精度,严格按照设计要求进行加工,并在齿轮使用过程中及时检查齿轮的磨损情况,做好维护。

在齿轮的设计和使用过程中,需要保证齿轮轴配合间隙合理,尤其是轴承座和轴承卡套的配合间隙必须保持在一个正常范围内,才能确保齿轮传动的正常运转。

4. 定期检测、维护轴承对于带式输送机齿轮箱的轴承,在使用过程中需要定期检测,并根据检测结果制定相应的维保计划,避免因轴承故障造成齿轮箱振动噪声问题。

总之,带式输送机齿轮箱的振动噪声对设备的正常运转和使用效率都有很大影响,因此在生产和使用中,需要做好相应的维护和管理,提高管理水平,使其得以保证的使用寿命。

齿轮的噪音分析

齿轮的噪音分析

齿轮的噪音下图是生产车用齿轮,工作机械,减速机等的公司提出的关于齿轮的振动及噪音的调查结果。

噪音,振动的原因1.齿轮精度2.组装精度3.齿面光洁度及最后加工方法4.齿轮箱形状5.齿轮的轮滑6.轴承7.材质8.齿轮的设计9.驱动机与负载的变化10.运作条件11.轴与轴系12.齿轮的形状13.齿轮的磨损14.碰痕15.其他各种原因分别来看,如下所示。

设计上的原因⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 35%制作上的原因⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 30%使用方法的原因⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 20%不正确的组装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 15%原因 (对噪音产生影响的原因)1.齿接触不良2.齿距误差过大3.齿形误差过大4.齿轮轴的传动扭矩有波动5.齿面光洁度差6.中心距离过小7.转速太快8.滚珠轴承,滚子轴承产生噪音9.齿轮箱将噪音扩大10.热处理所造成的翘曲变形对策 (制作静音旋转的齿轮需要)按正确的齿距制作齿轮,做到没有齿距误差齿形要拥有正确的渐开曲线轮齿施加鼓形加工由于轮齿的挠曲而产生的齿距误差,对从动齿轮的齿顶进行修正加工 ( 削端加工 )增加同时啮合齿数齿轮箱有正确的开孔位置,设计成不产生振动或吸收振动的形状齿轮箱的形状设计为近似于圆形安装冲击吸收器吸收齿轮箱的振动对齿面周围的棱角施加倒角加工组装时注意齿面不发生片面接触轴与轴 ( 驱动轴,齿轮轴‧‧‧等之间 ) 使用弹性联轴器齿顶附近施加削端加工以修正齿形(适合使用在高速旋转的情况下)施行最后精加工,去除齿面的伤痕,保证平滑的齿面一般采用剃齿或磨削加工。

弧齿伞形齿轮的最终精加工为研磨。

以上内容摘自技术评论社大山政一着【齿轮组装作业的秘诀】下图是「KHK 标准齿轮」噪音试验的一例。

▲ - ▲: S45C 不经热处理(SS2.5-24,SS2.5-48)△ - △:尼龙齿轮(PS2.5-24,PS2.5-48)● - ●: S45C 轮齿经淬火研磨加工(SSG2.5-24,SSG2.5-48)○ - ○: SCM415 全件渗碳淬火轮齿研磨加工(MSGB2.5-24,MSGB2.5-48)。

机械工程中齿轮传动系统的振动和噪声分析

机械工程中齿轮传动系统的振动和噪声分析

机械工程中齿轮传动系统的振动和噪声分析一、引言在机械工程中,齿轮传动系统被广泛应用于各种机械装置中,它具有传递动力和转速的重要作用。

然而,齿轮传动系统在运行过程中常常伴随着振动和噪声问题。

振动和噪声对机械系统的正常运行和人类健康都可能造成一定的影响。

因此,对于齿轮传动系统的振动和噪声进行详细的分析和研究显得尤为重要。

二、振动和噪声的来源及影响齿轮传动系统的振动和噪声主要来源于以下几个方面:1. 齿轮的制造误差:制造过程中存在的尺寸偏差、形状偏差等因素会导致齿轮的不平衡和不同频率的振动。

2. 齿轮啮合时的冲击和撞击:在齿轮啮合过程中,由于啮合面不完全匹配,会产生冲击和撞击,从而引起振动和噪声。

3. 齿轮轴承的摩擦和磨损:齿轮轴承的摩擦和磨损会导致齿轮传动系统产生振动和噪声。

振动和噪声对机械系统及人体有直接的影响。

首先,振动会导致齿轮系统的动态特性发生变化,降低工作效率和可靠性。

其次,振动还会引起噪声,对人体健康产生不良影响,如听力损害和工作环境的恶化。

三、齿轮传动系统的振动分析方法为了减少齿轮传动系统的振动和噪声,我们必须先了解其振动产生的机理。

振动主要包括自激振动和外激振动两种情况。

1. 自激振动:当齿轮传动系统本身的特性与外界激励相匹配时,会引发自激振动。

这种振动产生的频率通常是齿轮部件的固有频率。

2. 外激振动:当齿轮传动系统受到外部激励时,会引发外激振动。

这种激励可以来自于操作条件的变化、传动链中其他部件的振动以及传动系统载荷等。

为了进行齿轮传动系统的振动分析,可以采用数值模拟和实验测试相结合的方法。

数值模拟是利用有限元分析等方法对传动系统进行建模和仿真,从而得到不同工况下的振动特性。

实验测试则是通过安装传感器和数据采集设备,对传动系统的振动信号进行采集和分析。

四、齿轮传动系统的噪声控制方法在齿轮传动系统中,噪声的控制是减少其振动的重要手段。

以下是几种常见的噪声控制方法:1. 材料选择和制造工艺优化:选择高品质的齿轮材料,并采用精密的制造工艺,可以减少齿轮制造误差,从而降低系统的振动和噪声。

振动噪声测试分析2篇

振动噪声测试分析2篇

振动噪声测试分析2篇第一篇:振动噪声测试分析一、概述振动噪声测试是对机器设备振动和噪声的定量评估和监测。

它是机器建模和动态监测的理论基础,也是判断机器设备运行状态是否正常的重要手段。

振动噪声测试可以从多个角度对机器设备进行全面分析,帮助人们更好地了解机器设备的工作状态、检测机器设备的缺陷,并为机器设备的维护和保养提供重要的参考依据。

二、测试方法1.现场测试法现场测试法是指在机器设备正常运行时,使用振动测量仪和噪声测量仪对机器设备的振动和噪声进行测试并记录。

该方法测试结果的可靠性较高,但测试时间常常较长,因此不适用于检测临时故障。

2.静态测试法静态测试法是指在机器设备关闭或长时间不运转时,使用振动测量仪对机器设备的静态振动信号进行测试。

该方法测试结果可靠性较高,测试时间通常较短,但无法检测动态故障。

三、测试参数振动噪声测试主要包括以下几个参数:1.振动速度:描述机器设备振动频率和振幅的移动速度,通常以毫米/秒为单位。

2.振动加速度:描述机器设备振动的加速度大小,通常以m/s^2为单位。

3.噪声水平:描述机器设备产生的噪声大小和强度,通常以分贝为单位。

4.相位:在时间上、空间上或者振动上,描述不同点的位置、形态或者状态关系。

四、测试分析振动噪声测试分析是根据测试参数对机器设备的运行状态进行分析和评估。

测试分析常用的方法包括:1.频谱分析法:将时域信号转换为频域信号,分析相应频段内的频率振幅变化规律,可用于检测旋转机械的内部缺陷。

2.阶次分析法:用于分析机械转动所产生的振动,可以检测非对称性故障和轴承故障等。

3.振动判别分析法:结合机器设备的经验模态分析和振动信号的特征提取,可以检测机器设备故障的具体位置和类型。

五、总结振动噪声测试是机器设备运行状态监测和故障检测的重要手段。

测试前应充分规划测试流程和测试参数,并根据测试参数对机器设备的运行状态进行分析和评估。

振动噪声测试结果可以为机器设备的维护和保养提供重要参考依据,帮助人们更好地理解机器设备的工作状态和检测机器设备的缺陷。

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大齿HW15710/19710(铸铁壳体)变速器振动与噪声测试及信号分析报告一、测试记录1.1 概述中北大学机械工程与自动化学院测控技术研究室,根据与中汽集团大齿公司的技术合作要求,于2009年10月20日在大齿生产车间,对HW18710型变速箱进行了振动与噪声测试。

测试记录如表1所示。

1.2 测点的选取测点的选取如下图1.2.1所示。

测点(一)图表示第一组测试点布置;测点(二)表示第二组测试点布置图。

每组包括4路加速度信号、一路声压信号以及一路输入轴转速信号。

图1.2.1测点布置简图图1.2.2至图1.2.5显示的是测点布置及测试现场的照片。

图1.2.2 No1Set测点布置照片图1.2.3 No1Set加速度传感器布置简图图1.2.4 No2Set测点布置照片其中,1号加速度计为参考测试点,两组相同,为固定的测试点。

1.3 测试系统测试系统框图如图2所示。

每组采集6路信号,包括4路振动加速度信号、一路声压信号和一路输入轴转速信号。

图1.3.1 测试系统框图1.4 数据采集通道分配数据采集系统通道分配情况如下表所示。

表1.4.2 数据采集通道分配1.5 测试数据记录及保存数据采样率:10000Hz;记录长度:2秒;输入轴转速1200rpm。

1.5.1 测点布置(一)数据记录测点布置(一)MA TLAB数据记录保存于No1Set.m,原始数据记录如下表所示.表1.5.1 测点(一)数据采集记录1.5.2 测点布置(二)的数据记录测点布置(二)的MATLAB数据记录保存于No2Set.m,原始数据记录如下表所示.表1.5.2 测点(一)数据采集记录升速过程MATLAB数据记录保存于shengsu.m,原始数据记录如下表所示表1.5.3 升速过程数据采集记录1.6 测试传感器的灵敏度测试系统使用的传感器的灵敏度如下。

1. AW A5633型声级计,AW A14421型预极化测试电容传声器,标称灵敏度:40mV/Pa;频率范围:20Hz-8kHz;2. 3YD34型加速度,计灵敏度0.01V/ms-2;量程:500 ms-2+10%;频率范围:0.5Hz-9kHz;3. 转速信号1200rpm/V1.7 测试信号的数据分析数据分析采用MATLAB软件平台。

测试信号的主要数据分析内容如下。

1、稳定过程PSD分析;使用程序名:dachi10dangPSD.m,2、升速过程PSD分析;使用程序名:DachiM.m。

3、齿轮箱结构传递函数TFE分析,使用程序名:dachiTFE.m4、齿轮啮合频率对应的信号功率谱密度PSD分析,dachiMpsdNHPL.m, dachiSpsdNHPL.m。

5、齿轮箱有限元模态分析。

二、稳定过程振动与噪声信号的PSD 分析2.1 概述使用程序名:Dachi10dangPSD.m 。

10档升速过程原始信号记录名称为No2Set.mat 。

数据采样频率为10kHz ,信号记录长度为2秒。

2.2 第10档稳定过程的原始信号稳定过程原始信号记录名称为No2Set.mat ,其中第10档波形如图2.2.1和图2.2.2所示。

20003000400050006000700080009000100001100012000加速度 m /s 220003000400050006000700080009000100001100012000加速度 m /s 220003000400050006000700080009000100001100012000加速度 m /s 220003000400050006000700080009000100001100012000加速度 m /s 220003000400050006000700080009000100001100012000声压 p样本序列 n20003000400050006000700080009000100001100012000扭振 r p m样本序列 n图2.2.1 第10档稳定过程之信号波形图2.2.1中,前4个信号分别为4个加速度信号,第5个为声压信号。

图2.2.2为第10档稳定过程6个原始信号,在一个图中重叠显示,幅值单位为电压伏V 。

0.20.40.60.81 1.2 1.41.61.82x 104-2.5-2-1.5-1-0.500.511.522.56个原始信号信号幅值电压 伏V样本序列 n图2.2.2 6个原始信号2.3 第10档6个信号的功率谱图No1Set 第10档6个信号功率谱图均值如图2.3.1所示;第10档6个信号的功率谱如图2.3.2所示。

500100015002000250030003500400045005000-20-1010203040P S D (d B )频率 f / Hz(a) 重叠显示0500100015002000250030003500400045005000102030P S D 1(d B )0500100015002000250030003500400045005000203040P S D 2(d B )0500100015002000250030003500400045005000203040P S D 3(d B )050010001500200025003000350040004500500002040P S D 4(d B )0500100015002000250030003500400045005000-20-100P S D 5(d B )05001000150020002500300035004000450050002040P S D 6(d B )频率 f / Hz(b )单独显示图2.3.1 第10档6个信号功率谱图0500100015002000250030003500400045005000频率 f / HzP S D (d B )10档前5个PSD 取平均图2.3.2 第10档5个信号功率谱均值2.4 十二个档的功率谱均值图将No1Set 十二个档的信号分别计算功率谱的均值,共得12个均值图如图2.4.1所示。

如果采用信号平方的积分∑==Ni ixS 12表示信号强度,则No1Set 加速度信号4的12个档的信号强度计算如下表所示。

由表可见,加速度信号3比其它信号振动强度都大,第九档的振动强度最高。

倒档2比倒档1的振动强度大;空档的振动强度最小。

010002000300040005000P S D 1 (d B )010002000300040005000P S D 2 (d B )010002000300040005000P S D 3 (d B )010002000300040005000P S D 4 (d B )010002000300040005000P S D 5 (d B )010002000300040005000P S D 6 (d B )010002000300040005000P S D 7 (d B )010002000300040005000P S D 8 (d B )010002000300040005000P S D 9 (d B )010002000300040005000P S D 10 (d B )010002000300040005000频率×10 f / HzP S D R 1 (d B )010002000300040005000频率×10 f / HzP S D R 2 (d B )图2.4.1 十二个档功率谱均值图(使用数据No1Set.m )2.5 六个信号的十二个档功率谱三维图No1Set 六个信号的十二个档功率谱,可用三维图显示,分别如下图所示。

从图中可以看出每个信号在不同的档位下的谱分布。

由图可见,只有加速度信号4,其每个档位的频谱,都有2358Hz 的谱峰。

其他信号没有。

图2.5.1 加速度信号1的十二个档功率谱均值三维图图2.5.2 加速度信号2的十二个档功率谱均值三维图图2.5.3 加速度信号3的十二个档功率谱均值三维图图2.5.4 加速度信号4个的十二个档功率谱均值三维图图2.5.5 声压信号5的十二个档功率谱均三维图图2.5.6 扭振信号6的十二个档功率谱均三维图2.6 二个数据组振动强度对比分析二组数据分别为No1Set.m 和No2Set.m ,其中第10档的加速度信号1(该点作为参考,加速度计为同一个)的振动强度对比分别如图2.6.1和图2.6.2所示。

图2.6.1为时域信号,蓝色实线信号为第一组的第10档的1号加速度信号,红色虚线信号为第二组的第10档的1号加速度。

可见第二组较第一组振动幅度稍大。

由图2.6.2的功率谱图也可看出,第二组的红色虚线所表示的信号功率谱比第一组的蓝色实线所表示的信号功率谱较强。

x 104加速度1 m /s 2样本序列 n图2.6.1 二组数据振动强度时域对比加速度1 P S D (d B )频率 f / Hz二组数据振动强度对比图2.6.2 二组数据振动强度频域对比令信号平方的积分∑==Ni ixS 12,则S 1=227.3095,S2= 264.6337。

可见,两组振动信号的强度差别不大,第二组比第一组略强,%4.16112=-S S S 。

三、升速过程振动与噪声信号的PSD 分析3.1 十档升速过程信号(x10guocheng )的PSD 分析使用程序名:DachiM.m 。

10档升速过程原始信号记录名称为shengsu.m 。

数据采样频率为10kHz ,信号记录长度为2秒。

3.1.1 升速过程的原始信号原始信号记录名称为shengsu.m 。

数据采样频率为10kHz ,信号记录长度为2秒。

其第10档的升速过程记录名x10guocheng ,波形如图3.1.1、图3.1.2和图3.1.3所示。

幅值单位图中显示。

图3.1.3显示的为原始信号,幅值单位为电压伏V 。

20003000400050006000700080009000100001100012000加速度 m /s 220003000400050006000700080009000100001100012000加速度 m /s 2加速度 m /s 220003000400050006000700080009000100001100012000加速度 m /s 220003000400050006000700080009000100001100012000声压 p / P a样本序列 n图3.1.1 10档升速过程之加速度信号和声压信号上图中,前4个信号分别为4个加速度信号,第5个为声压信号。

从样本3000~样本8000,振动信号幅值逐渐增大。

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