汽车变速箱噪声源识别及噪声控制
汽车污染途径及控制措毕业论文
汽车污染途径及控制措毕业论文底盘噪声包括变速器、分动器、传动轴、差速器和减速器等传动系产生的噪声和轮胎产生的噪声等。
具体表现：①传动系噪声②轮胎噪声轮胎噪声可以分为直接噪声(或车外噪声)和间接噪声(或车内噪声)两种。
即直接噪声或车外噪声是轮胎直接辐射出来的噪声;而间接噪声(或车内噪声)是轮胎直接或间接地成为激源源，振动通过悬架和车架传至车身，成为车厢内的噪声。
对轮胎噪声来说，一般反映的就是直接噪声。
对大、中型载重车的轮胎而言，由于其所产生的直接噪声在汽车总体噪声中所占比重很大，因此，直接噪声已成为噪声公害。
①轮胎花纹噪声。
由于轮胎滚动，在接地时胎面花纹沟部的容积减小，沟内包含的空气被挤出;而当胎面离地时沟部的容积恢复，外部空气被吸入。
这样空气流入、流出产生的噪声也叫排气噪声。
另外，胎面花纹接地时还产生连续击打路面的噪声，这种噪声也属于轮胎花纹噪声。
②道路凹凸噪声。
轮胎在道路上滚动时，由于路面小的凹凸内空气被压缩，因而产生排气噪声。
一般来说，沥青和水泥路凹凸面小，由此产生的噪声也小。
③轮胎弹性振动噪声。
由于路面的凹凸不平和轮胎的不均匀性，引起胎面和胎侧的弹性振动噪声。
④轮胎自激振动噪声。
当汽车急速起动和急制动、急转向时，轮胎胎面元素相对于道路表面发生的局部自激振动，由此产生刺耳的噪声，称为尖叫噪声。
⑤轮胎空气紊流噪声。
由于轮胎滚动，在轮胎周围产生空气的紊流诱发出的噪声。
1.2.3.电器设备噪声1.2.3.1.冷却风扇噪声冷却风扇是噪声的发生装置，受到护风圈、水泵、散热器及传动装置的影响，但其噪声的产生主要取决于底盘。
1.2.3.2.汽车发电机噪声随着车速的提高，车身的噪声也越来越大，主要起因是空气动力噪声。
1.3.汽车尾气污染汽车尾气的主要污染物是：一氧化碳（CO）、氮氧化物（NO某）、碳氢化合物（HC）、铅（Pb）、苯并芘（BaP）等。
它们对环境的污染主要表现为产生温室效应，破坏臭氧层，产生酸雨、黑雨等现象。
噪音控制原理技术控制方法
噪音控制原理技术控制方法1变速器产生的振动2动力传动系统产生的噪声3其它噪声1变速器产生的震动汽车变速器噪声是汽车的主要声源之一。
首先，变速器振动常常会诱发与其相连接部件的振动，影响整车的工作性能；其次，齿轮噪声的频率一般处于200Hz一5000Hz的范围内，对这一频率范围的噪声人耳尤为敏感；此外，由于变速器载荷和速度的提高，由此产生的齿轮噪声比其他声源的噪声更突出。
因此，从某种程度上说，控制了汽车变速器齿轮振动噪声，也就大大提高了汽车乘坐舒适性。
一般来说，变速器的振动噪声主要是齿轮噪声。
齿轮系统的噪声强度不仅与齿轮啮合的动态激励力有关，而且还与轮体、传动轴、轴承及箱体等的结构形式、动态特性以及动态啮合力在它们之间的传递特性有关。
2动力传动系统产生的噪声发动机燃烧和惯性力引起的震动传至车身引起弯曲振动和扭曲振动，向车内辐射中、低频噪声；发动机运行产生的排气噪声、进气噪声、风扇噪声等，由空气通过车身的孔、缝隙传至车内或通过车身板壁透声至车内。
主动降噪功能就是通过降噪系统产生与外界噪音相等的反向声波，将噪音中和，从而实现降噪的效果。
汽车减振降噪主动控制技术其主要分为：1变速箱箱体的降噪技术2噪声的有源控制3智能结构系统的噪声主动控制1变速箱箱体的降噪技术提高刚度——对变速箱的箱体进行加固，尤其是提高关键点处的刚度，降低变速箱箱体的辐射噪声是降低该变速箱箱体噪声的主要措施。
主要采用增加加强筋的方法，提高整体刚度，达到减振降噪的目的。
提高箱体内齿轮啮合质量——齿轮啮合动态激励是汽车变速器产生振动的基本原因，提高箱体内常啮合齿轮的啮合质量，减小振动激励源，达到降低噪声的目的。
2噪声的有源控制原始声源产生噪声以后，置于声场中的多个传声器迅速检测到声源信号，并通过信号放大及相位调节送入相应的附加声源中，使该附加声源产生的声能量与原始声源产生的噪声相互抵消，从而达到噪声控制的目的。
所需要的设备：多个传声器及具有运算、信号放大等功能的计算元件，以及多个执行器件(如扬声器等)。
变速器NVH测试的研究与改善
变速器NVH测试的研究与改善1 概述本文针对汽车上变速器的NVH 问题，利用理论分析和试验研究相结合的方法，找到变速器振动、噪声的主要源，并对噪声振动提出一些主观评价的方法，以及提出降低变速器振动、噪声的措施，以达到减少汽车传动系统的NVH 问题，提高乘坐舒适性。
2 变速箱NVH 的研究针对NVH 问题，通常变速器SOR 中会有明确的规定。
噪音异响要求：除图样和技术规范参数的要求外，零部件在进行整车试验时，不得发生任何异响；主观评价要求：噪音传递≥8。
噪音水平要求：在整车上的700rpm～5800rpm 转速范围内不能出现明显的齿轮阶次噪音，变速器的阶次噪音要求比整车总体噪音低10dB。
由变速器SOR 中NVH 要求可知，通常齿轮传动在NVH 问题扮演着十分重要的角色，即发生源。
齿轮传动有很多优点，传动比稳定，速比范围大，圆周速度高，传递功率大，效率高，工作可靠，寿命长。
但是齿轮传动易产生噪声，尤其是在高速运转情况下更为突出，一般齿轮传动的噪声频率在20～20000Hz，这正是人的听觉最易感受的频率范围。
噪声会使人疲劳，有碍人体健康，并会降低齿轮的使用寿命。
因此，我们应尽可能地认识齿轮噪声的产生机理并采取相应的措施。
齿轮传动广泛应用于变速器总成中，齿轮传动的特点是轮齿相互交替啮合，在节点之外的啮合处既有滚动又有滑动，不可避免地要产生齿与齿之间的撞击与摩擦。
轮齿在啮合和脱离过程中产生的周期性冲击噪声的基频即为齿轮的啮合频率。
啮合频率Fm=nz/60（Hz），式中n 为转速（r/min），z 为齿轮齿数。
3 齿轴参数对NVH 的影响齿轮宏观参数、微观参数以及加工策略是影响NVH 的主要方面。
齿轮宏观参数主要是模数、压力角、螺旋角、重合度、侧隙、阶次差等。
微观参数主要是齿轴变形、齿轮错位、传递误差、接触区域等。
齿轮加工方式主要是加工齿轮时的精度、齿面纹路等。
齿轮宏观参数中，重合度是齿轮传动质量的重要指标，重合度越大，表明同时参与啮合的齿对数最多，多对齿轮啮合的时间越长，以致每一对齿所承受的载荷越小，从而使齿轮的承载能力相对地提高，而且传动更加平稳。
基于阶次跟踪的变速箱噪声源识别
Ｌ ＮＧ Ｙ —ｕ ｎ Ｈ ａ —ｕ ， Ｈ ｕ ， Ｘ
（ ｈ ｎ ｑ ｇＩｓｔｔ ｏ ｅｈ ｏ ｇ ， ｈ ｎ ｑｎ ０ ０ ０ ｈｎ ） Ｃ ｏ ｇ ｉ ｔｕｅ ｆ ｃ ｎｌ ｙ Ｃ ｏ ｇ ｉｇ４ ０ ５ ，Ｃ ｉａ ｎ ｎｉ Ｔ ｏ
ｎ ｉ ｏ ｒｅ ｏ ｈ ｅｒｏ ｏｌ ｅｆｕ ｄ ｈｓ ｍ ｔｏ ａ ｈ ａａ ｉ ｏ ｉｅｔ ｇａｂ ｘ ｎｉ ｏｓ ｓｕｃ ｆｔｅ ｇａ ｘ ｃｕｄ ｂ ｏ ｎ ．Ｔ ｉ ｅ ｄ ｈ ｓｔｅ ｃｐ ｃ ｙ ｔ ｄｎｉ ｅ ｒｏ ｏ ｅ ｅ ｂ ｈ ｔ ￣ ｓ
ｓｕ ｃ ｏ ｒ ｅ，ａ ａ ｒ ａ ｏ ｐｅ ｔ ｏ ｐ ｌｃ ｔｏ ｎｄ ｈ ｓ ｂ ｏ ｄ ｐｒ ｓ ｃ ｓｆｒ ａ ｐ ｉ ａｉｎ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ： ａ ｏ ｔｃ ；ｏ ｄｅ ｒ ｃ ｉ ｇ； ｅ ｒ ｘ； ｏ ｓ ｏ ｒ ｅ ｃ ｕｓｉ ｓ ｒ ｒｔａ ｋ ｎ ｇ ａｂｏ ｎ ｉｅ ｓ ｕ ｃ
课题 。变 速 箱 噪 声 是 汽 车 噪 声 的 重 要 来 源 之 一 。 变速 箱是 一 个 复 杂 的 齿 轮 箱 ， 齿 轮 、 、 承 、 由 轴 轴 箱 体 等零部 件组 成 。在 变 速 箱转 动 过 程 中 ， 但会 产 不 生与 轴转 频相 关 的噪 声 ， 齿 轮 啮合 频 率 相关 的 噪 与
摘 要 ：随着 汽车工业 的不 断发展 ， 噪声控制 已成为各汽车生产商竞争 的焦点 。变速箱作 为汽车 的重要 组成
部分 ， 对其噪声控制也越来越重要 。利用 日本 Ｏ ｏｏｋ 公 司的 Ｄ ２０ ｎｓｋｉ Ｓ ０ ０数据采 集系统对某 变速箱分 别在定转 速和 加速时测得声压信号 ， 并对其进行功率谱分析和 阶次跟踪分 析 ， 找出变速 箱噪声 的特征 频率及 噪声源 。该 方法对
汽车噪声分析与降噪措施及噪声测量方法
压 柴 油机 的进 气 噪声 仅 次于 排气 噪 声 ，而增 压柴 油机 的进气 噪 声往 往 是最 强 的噪 声源 。进 气 噪声 的主 要来
源 ：空气在 进 气管 的压力 脉动 ；空气 以高速流 经进 气 门流通 截 面 时形成 涡 流 ，产 生高 频 噪声 ， 由于进 气流 通 截面 是变 化 的 ，这 种涡 流 噪声 便具 有一 定 宽度 的频 率 分布 ；气 缸 内气 体 的动 力振 动 ，气 门落 座 声 以及 进 气 管 的振动 等 。
茎鲞 窒
Ｄｅ ｅｌ ｎｇ ｅｓ ａｒ ｈ ｖ ｏｐｉ Ｒ ｅ ｃ
汽 车噪声分析 与降噪措施及 噪声测量方法
张 式 杰
（ 西重型 汽车 有 限公 司，陕 西 西 安 ７０ ０ ） 陕 １２０
摘
要 ：随着汽 车工业 和城 市交 通 的发展 ，城 市汽车拥 有 量 日益增加 。据 国外 资料 统计 ，机动 车辆 所
ｉ ｎ ｅ ｓ ｎ ｉｌ ｙｔ ｅ ｕ ｅｔ ｅｕ ｂ ｍｂ ｅ ｔｎ ｉｅ ｓａ ｓｅ ｔ ａ ｗａ ｏｒ ｄ ｃ ｒ ａ ａ ｉｎ ｏ ｓ ． ｈ ｎ Ｏｕ ｏ ａ ａ ｐ ｌｅ ｉｅ ｒ ｄ ｃｉｎ ｍｅ ｓ ｒ ｓｔ ｅ ｃ ｒ ｏ ｍｅ ｔｔ ｅ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｔ ｆｔ ｅ ｎ ｉｅ ｌｍｉ． ｅ ｅ ｒｃ ｍｐ ｎｙ ｈ ｓａ ｐ ｉｄ ｎｏｓ ｅ ｕ ｔｏ ａ ｕ ｅ ｏ ｎ ｗ ａ ｓｔ ｅ ｈ ｅ ｕｒ ｍｅ ｓｏ ｏ ｓ ｉ ｔ Ｔｈ ｓ ｈ ｍｅ ｓ ｅ ａ ｅ ｓ ａ ｅ ｎ ｔａｅ ｏ ｄ ｅ ｅ ｔ ａ ｕ ｓｈ ｖ ｏ ｆｒｄ ｍｏ ｓｒ ｔ ｄａ ｇ ｏ ｆ ｃ．Ｔｈ ｓｐａ ｅ ａｙ ｅ ｈｅｎ ｉｅｏ ｔｒｖ ｈｉｌｓ ａ ｅ ｃ ｉｅ ｅ ｒ ｉ ｐ ｒａ ｌｚ ｓｔ ｏ ｓ ｆｍｏ ｏ ｅ ｃｅ ， ｎｄ ｄ ｓ ｒｂ ｓｔ ｎ ｈ
车辆噪声的测量、评价、控制以及噪声源的识别
车辆噪声的测量、评价、控制以及噪声源的识别1车外噪声源影响车外噪声的主要有发动机噪声、冷却噪声、排气噪声、轮胎辐射噪声和排气系统的再生辐射噪声以及其他机械噪声。
这些噪声一般在中高频范围内，由于车外噪声直接构成了对周围环境的污染排放，因此各国都有严格的限值和测试方法。
2车外噪声的测量和评价A、加速行驶车外噪声测量及评价：加速行驶车外噪声是对于整车噪声水平等综合评价，是汽车认证最重要的指标之一。
各国的认证标准对测量方法的规定基本相同(包括刚刚颁布我国标准GB1495-2002)，由于各国发展水平不同因此限制有一定的差异(比如：GB1495-2002对于轿车的限值要比欧洲大3dB(A))。
目前最具先进性而且被广泛采用的要属欧共体51号法规(ECE Reg. No. 51)。
测量方法和相应的限值。
值得说明的是：法规只是国家或地区间总体水平等体现，汽车企业为了保持产品的领先地位，往往有更为严格的公司内部限值，作为产品开发的目标。
B、汽车定置噪声测量：它实际上是整车无负荷状态下对发动机和排气噪声的评价，一般作为对车外噪声评价的补充，其方法和限值标准也是作为车外加速噪声测量标准的附件。
3车外NVH噪声的控制车外噪声的控制主要是对于噪声源的控制，有效的降低各声源的噪声是保证整车噪声的唯一和根本途径。
降噪是一项费时且投入很高的工作，因此必须首先正确识别影响整车噪声的主要声源。
常用的方法是噪声分解，在整车级分解方法是通过工况排除，系统(或部件)排除和包裹法。
其目的是为了把某一声源从总的噪声中分离出去。
在噪声的振动控制中，进行噪声源进行识别是重要的工作内容之一。
它为噪声的控制提供了基础，决定着噪声控制所努力的方向。
因此，国际上对噪声源识别方法的研究随着科学技术的发展不断深入。
A.传统的噪声源识别方法主观评价法: 近场测量法、选择运行法、铅覆盖法、表面振动速度(加速度)法、频率分析法B.利用现代信号处理技术进行噪声源识别：相干诊断方法、分布噪声源的相干诊断方法、噪声源的层次诊断法、倒频谱法、自回归谱法、.表面声强法、声强法、自适应除噪技术(ANC)C.利用现代图象识别技术进行振动噪声测量：全息摄影技术、电图象干涉测量车外噪声控制的最重要得组成部分是发动机噪声的控制，发动机是汽车的主要噪声源，因此降低发动机的噪声是降低整车噪声的主要措施。
基于LMS Test.Lab阶次分析的变速器 啸叫识别和噪声优化
交通科技与管理39技术与应用0 引言 齿轮敲击一般发生在轻载或空载条件下，由于变速器输入端扭矩波动引起的非承载齿轮啮合冲击所产生，与传动路径上各零件的配合间隙和齿轮的精度有重要关系；齿轮啸叫一般发生在加载条件下，也有少部分发生在滑行条件下，是由承载齿轮啮合过程中的传递误差所决定的[1]。
其特点是具有明显的阶次特征，与齿数等相关。
本文将以某10挡变速器优化其8挡啸叫噪声为例，详细介绍利用LMS b 对噪声时域信号进行阶次分析，确定啸叫噪声最大贡献源，从改变齿轮宏观参数着手优化变速器振动噪声。
1 阶次Order 研究齿轮啮合振动噪声，离不开阶次。
当齿轮处于运转状态时，旋转本身就是一种激励，齿轮会对其产生响应（振动和噪声）。
阶次就是相对于参考轴每转一圈，目标旋转部件啮合振动响应发生的事件次数。
阶次是齿轮系统固有属性的一种描述方式，跟外界的激励无关。
此时引入两种阶次概念，一种是旋转阶次，另一种是啮合阶次[2]。
旋转阶次是针对旋转轴来讲的，而啮合阶次是针对齿轮来讲的。
以某10挡变速器为例，8挡参与动力传递的齿轮/轴结构示意如图1所示，那么对于一款变速器来说，一般将其输入轴（主轴）设置为参考轴，且设定一轴的旋转阶次为1，其它齿轮/轴相关阶次信息如表1所示。
图1 变速器8挡传动结构表1 变速器8挡阶次数据常啮合8挡主轴常啮合齿轮齿数2432中间轴齿轮齿数2827轴旋转阶次10.857齿轮啮合阶次2423.139 从上述数据不难看出，齿轮的啮合阶次是针对主动齿轮来说的，轴的旋转阶次和参与啮合的主/被动齿轮齿数均相关。
2 噪声信号采集和阶次分析 客户反馈变速器处于8挡，发动机转速在1 300 rpm~1 700 rpm 时，从驾驶室里面能听到明显的“呜呜”声，客户初步判断异响来自于变速器。
为了查找准确的异响声源，采用西门子LMS SCADAS XS 便携式数据采集器，对客户反馈的工况进行噪声时域信号采集。
声传感器分别位于驾驶员座椅右耳侧以及变速器壳体侧方。
汽车产生噪声的因素及控制措施
汽车产生噪声的因素及控制措施摘要：随着汽车噪声研究迅速发展，噪声目标制定得越来越高，理想的噪声控制目标应该是令人容易接受的，时间长了也不令人厌烦的、完全符合顾客要求的、并具有动力感觉的噪声。
因此，汽车的噪声性能虽不是汽车的基本性能，但却是汽车的质量指标，随着人们对汽车的进一步认识了解，汽车噪声将会决定汽车的销售状况，主宰着汽车市场。
汽车的噪声性能也毫无疑问的成为了非常重要的一项汽车质量指标。
关键词：汽车噪声；产生因素；控制措施一、引言汽车噪声是交通噪声和城市环境噪声的主要组成部分。
汽车噪声一方面对在外界环境工作和生活的人们造成的影响越来越大，另一方面也对驾乘人员的健康有直接的危害。
自上世纪8O年代初改革开放以后，随着我国国民经济的快速增长，我国的汽车制造厂不断增加，国内汽车的保有量迅猛上升，在汽车工业迅速发展的同时，汽车这种流动污染源也在不断地对我们的生存环境制造着种种污染，其中就包括车辆行驶噪声，尤其是加速行驶车外噪声对公共环境的污染这一主要污染因素。
汽车噪声可使学习工作效率降低，产品质量下降，在特定条件下甚至成为社会不稳定的因素之一。
所以汽车噪声的控制，不仅关系到乘坐舒适性，而且还关系到环境保护。
然而一切噪声又源于振动，振动能够引起某些部件的早期疲劳损坏，从而降低汽车的使用寿命；过高的噪声既能损害驾驶员的听力，还会使驾驶员迅速疲劳，从而对汽车行驶安全性构成了极大的威胁。
所以汽车噪声的控制，也关系到汽车的耐久性和安全性。
二、产生汽车噪声的因素及控制措施汽车噪声的大小是衡量汽车质量水平的重要指标，它反映出汽车的质量和技术性能的高低。
汽车是一个包括各种不同性质噪声的综合噪声源，按噪声产生的过程和原理，主要分为与发动机有关的声源和与汽车行驶有关的声源。
与发动机有关的声源主要有：发动机进、排气噪声；冷却风扇噪声；发动机燃烧噪声和机体各部件振动辐射噪声。
另外还包含其附件，如发动机、空压机、机油泵、水泵等辐射的噪声。
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文章编号:1006-1355(2006)03-0067-03汽车变速箱噪声源识别及噪声控制梁 杰1,王登峰1,姜永顺2,李冬妮2(1.吉林大学测试科学实验中心,长春市130025;2.一汽集团公司技术中心,长春市130011) 摘 要:应用振动、噪声谱分析和相干函数分析技术,从理论上说明变速箱噪声源识别的依据。
对一台重型卡车的16档变速箱进行了振动噪声测试分析,找出该台变速箱产生强烈冲击噪声的主要原因在于其一轴弯曲,经过采取相应的降噪措施,最终整机噪声降低3dB (A )。
关键词:声学;变速箱;噪声源;噪声控制中图分类号:U46;TB535 文献标识码:ATheNoiseSourceIdentificationandNoiseControlofAutomobileGearboxLIANG Jie ,WANG Den g 2fen g ,JIANGYon g 2sun ,LI Don g 2ni(1.JilinUniversit yTestCenter,Chan gchun130025,China;2.FAWR&DCenter,Chan gchun130011,China ) Abstract:Thetheor yofcoherencefunctionands pectrumofvibrationandnoisesi gnalsisa ppliedin gearboxnoiseanal ysisinthe paper.Thebasisofnoisesourceidentificationof gearboxistheoretical 2lyintroduced.Vibrationandnoiseanal ysisforaheav ydut ytruckwitha162speed gearbox.Afterfind 2ingthecauseofstron gstrikenoiseofthe gearboxisthebendof1stshaft,noisesu ppressionmeasure 2mentisado pted,Sound pressurelevelofthemachineisreducedb y3dB (A ).Ke ywords:acoustics;gearbox;noisesource;noisecontrol 收稿日期:2005207215作者简介:梁杰(1965-),男,山东省肥城县人,博士,副教授,主要从事车辆振动与噪声的研究工作。
变速箱的变速、储能、增加扭矩等作用,使它成为动力机械中应用十分广泛的通用部件之一。
它的工作是否正常涉及到整台机械或机组的工作性能。
变速箱的噪声水平可以从客观上反映变速箱的工作状态,而成为其质量检测的指标之一。
在设计变速箱时,就规定了其噪声标准。
变速箱在工作中,内部构件,如齿轮、轴承等,不断产生振动冲击,当有故障存在时,其振动强度增大,噪声水平超标。
本文根据所测变速箱的振动噪声谱,及其相关函数分析,找出了该变速箱产生冲击噪声的原因,采取了相应的降噪措施,使该机的振动和噪声都达到满意的效果。
1 振动、噪声测试及数据分析1.1 试验装置与测量仪器 本试验是针对16挡变速器进行噪声测试和分析,将16挡变速箱安装在半消声室内的弹性基础上,试验时,加速度传感器的安装参照国标GB8543-87《验收试验中齿轮装置机械振动的测定》中的相关规定,本文将传感器安装在Ⅱ轴轴承座孔处,以获得在径向水平、径向垂直和轴间三个方向的振动信号。
噪声测点布置和测量工况参照国标GB6404《齿轮装置噪声声功率级测定方法》中相关规定。
试验装置及噪声测点布置如图1所示。
图1 试验装置及测点布置框图 振动噪声测试分析仪器用丹麦B&K 公司生产的B&K3560C 多功能振动噪声分析系统,它可以将振动、噪声信号同时记录下来,然后进行数据处理。
所检测变速箱有16个变速档,模拟实际工况,我们测量其在各档下的振动、噪声信号。
1.2 变速箱特征频率分析 特征频率也就是轴频、齿轮的啮合频率以及轴承的内外圈和滚动体的频率。
它们和谐频、边频相结合,成为对故障判定的依据,表1列出轴和齿轮啮合的特征频率,其中在这里只对输入轴的最高转速2300r/min,最大扭矩工况的各档进行分析评定。
1.3 振动、噪声谱及相干函数分析 分析对象为某型16挡(低速8挡、高速8挡)变速箱,设计噪声指标各档不超过92dB (A )。
本文所76汽车变速箱噪声源识别及噪声控制检测的变速箱噪声明显超标,各档总噪声级都超过95dB (A ),特别是高速倒档R2时,噪声达到100dB (A ),该机工作不正常。
故需对在各挡下测得的振动和噪声信号进行谱分析以及相干函数分析,寻找故障原因。
表1 轴频与齿轮的啮合频率(Hz)档 位12345678R 速比低速13.2989.366 6.396 4.423 3.006 2.117 1.446113.024高速11.1227.8345.353.6992.5141.7711.2090.83610.8931档2档3档4档5档6档7档8档9档10档11档12档13档14档15档16档R1R2轴转动频率(Hz )轴138.338.338.338.338.338.338.338.338.338.338.338.338.338.338.338.338.338.3轴22833.92833.92833.92833.92833.92833.92833.92833.92833.9啮合频率(Hz )fz 1130314561303145613031456130314561303145613031456130314561303145613031456fz 2510610652778.9821.798213031456510610652778.9821.798213031456481.7575.7fz 3331396470.6560689823.7997997图2 变速箱1档振动噪声频谱图 本文以1挡的振动、噪声谱和相干函数分析为例,将实验测得的变速箱振动、噪声信号在B&K3560C 上进行数据处理,得到测试点振动频谱图(本文以径向垂直振动谱说明)图2b 、噪声信号的频谱图(本文以变速箱左侧点3数据说明)图2a 和相干函数图图2c 。
图2b 中,纵坐标为加速度线性坐标,单位为m/s 2,为了使谱图看得比较清楚,各图横坐标都采用1/3倍频程坐标。
由于理论上的电机转速与实际值总有差别,以及其它不可避免的测试和计算误差,使得谱图上的特征频率与相应的理论值并不能精确吻合。
在图2b 所示的振动频谱图上,轴频及Z46/34啮合频率分别为34Hz (理论值为38.3Hz )和1.312KHz (理论值为1.303KHz )。
从图2a 所示噪声谱图中看到,中高频噪声能量较强,尤以1.286KHz 及其边频处的幅值最为突出,声压级达87dB (A ),在频谱成分中声级最高。
说明其齿轮啮合基频1.286KHz 频率分量在总噪声中贡献较大,为主要噪声源,其原因需结合声源(变速箱)具体结构特点进行分析。
由图2c 所示振动噪声之间所做的相干函数表明,在1.286KHz 处相干系数为0.594,噪声中的这个主要成分是由Z46/34这对齿轮的啮合引起的,而这对啮合齿轮引发强烈噪声的原因,可以通过对振动频谱图的分析得到。
实际上从1档到16档的噪声、振动、相干谱图上可以看出,各挡频谱变化趋势基本一样,声压级在97dB (A )左右,而且基频都与Ⅰ轴的啮合齿轮有关,表明主要噪声源与该轴有关,也就是Ⅰ轴上齿轮副的啮合频率噪声为主要噪声源,只要将与Ⅰ轴有关的主要频率噪声降下来,变速箱噪声就得以改善。
可断言Ⅰ轴的不对中或第1副齿轮出现损伤可引起上述故障。
谱图上轴承的特征频率并不突出,说明轴承的振动对噪声贡献不大,亦即故障并不来自轴承。
本文检测后经有关人员对测试对象开箱检验,发现Ⅰ轴弯曲,导致齿轮装配公差严重超差,至此产生很大的冲击噪声。
需采取相应降噪措施才能改善变速箱噪声水平。
2 振动噪声的控制措施2.1 提高加工、装配精度 齿轮的齿形、齿面精确加工精心装配,减小齿面缺陷可以大大减小齿轮啮合时的振动冲击。
本文对Ⅰ轴进行重新精确加工,对各齿轮副精心加工精心2006年6月 噪 声 与 振 动 控 制 第3期装配和调整调试后,再进行噪声检定,结果消除了原先严重的冲击噪声,振动噪声谱较平滑,使整机噪声降低3dBA,工作噪声和振动得到很好的改善,变速箱改进前后的降噪效果如图3所示。
图3 变速箱改进前后各档位降噪效果图2.2 采用隔振及阻尼减振装置 对振动和噪声的控制除了在设计与制造时优化齿轮结构参数,如齿形、重合系数、压力角等外,还可以在齿轮轮体以及支承系统采用隔振措施,如在齿轮端面附加一个阻尼环或镶嵌高阻尼材料,以便吸收齿轮的啮合振动能量,以减少齿轮辐射声。
与此同时,可以齿轮轴系端部及轴承部位安装适当的减振装置,如套在轴头部位的阻尼减振套(垫)。
若采用高阻尼铝合金的齿轮箱总振动级比普通铝合金箱体下降3～4dB 。
3 结语 本文以噪声作为故障症状,通过相干函数分析确定相关的振动信号,从而由振动信号的频谱特征找出主要噪声源,进一步采取一些降噪措施,问题得以解决,总噪声级降低了3dBA 。
振动和噪声的谱分析作为一种传统的分析手段,基于相干理论的针对性实验研究,对于变速箱噪声源识别是一种便捷和行之有效的方法。
变速箱的振动噪声主要来源于齿轮的缺陷、磨损以及安装、偏差、加工误差等,因此提高加工、安装精度,选用适当齿形可降低噪声。
参考文献:[1] 北春夫.齿车装置の骚音と振动[J].骚音制御,1993,117(1).[2] 史密斯JD 著,吴佩江译.齿轮振动与噪声[M].北京:中国计量出版社,1989.[3] 何韫如,等.齿轮与齿轮箱振动噪声机理分析及控制[J].振动、测试与诊断,1998,18(3):221-226.[4] 何青.用振动信号分析诊断齿轮齿根疲劳裂纹[J].机械工程学报,1989,25(4):68-74.(上接第43页)二者的差异,用不同颜色的彩色图可以看出一些细微差别。
根据拟合函数识别的移动荷载如图3所示。
采用三阶多项式,分段取最小长度4拟合曲线与实测曲线重合的也非常好。
拟合长度取为200(时间长度0.1s )以上时,采用多项式拟合的曲线除滤掉了原曲线上的毛刺外,其它部分包括小的波动吻合的很好,采用有理分式拟合时,原曲线上的小毛刺仍然能部分保留。
5 结语 将移动荷载引起的梁的振动响应分为很多段,以某种函数对其第一段进行拟合,并以同样的函数对其各段进行向后滑动拟合。
分段长度较小时,有理分式函数和多项式函数都能很好的拟合梁振动响应曲线。