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37200字硕士毕业论文范文,机械工程硕士论文:机械传动的尖叫因素与降噪研究

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:37200字
论点:噪声,变速器,齿轮
论文概述:

变速器敲击主要是由于变速器输入端扭矩波动引起非承载齿轮啮合冲击产生;变速器啸叫是由齿轮系统啮合过程中齿轮副的传递误差产生,与齿数等相关,当箱体受激励产生共振后啸叫表现得更

论文正文:

第一章导言

1.1 NVH[的重要性/br/]中国汽车工业取得了巨大成功。2010年,汽车产量和销量超过1800万辆,创下新的世界纪录。然而,随着城市汽车数量的增加,交通噪音对人们的生活产生了越来越大的影响。据统计,机动车辐射噪声占环境噪声总量的75%,是当前环境中的主要噪声源。随着中国汽车市场的日益成熟,消费者的主观感知要求越来越高。汽车的NVH特性是汽车工业和相关汽车零部件工业关注的综合问题之一。统计数据显示,大约三分之一的车辆故障与噪音(噪音、振动和刺耳声)有关。世界各大汽车公司近20%的研发费用都花在解决非职业健康问题上。可以看出,汽车的NVH性能在今天变得尤为重要。

1.2变速器常见的非车辆行驶里程问题
车辆非车辆行驶里程问题涉及车辆的多个子系统以及子系统之间的匹配关系,是一个涉及多个学科的系统综合问题。这也是为什么没有成熟的通用产品来解决汽车中遇到的各种振动和噪音问题的原因之一。近年来,随着车辆非挥发性氢性能要求的不断提高,变速器作为车辆动力传动系统的重要组成部分和车辆振动噪声的主要来源之一,其非挥发性氢性能也越来越受到重视。在传动齿轮系统中,根据不同的振动状态,噪声主要可以分为两种类型:嘎嘎声(Taggle noise)和呜呜声(Naggle noise)。变速器爆震主要是由变速器输入端扭矩波动引起的非轴承齿轮的啮合冲击引起的。变速器的啸叫是由齿轮系统啮合过程中齿轮副的传动误差引起的,这与齿数等有关。当盒子被激发产生共振时,啸声更加明显。

1.3机械传动尖叫的行业研究
机械传动尖叫噪声由来已久,已被多家汽车公司和一些学者分别研究过。Romax科技公司和通用大宇科技公司通过齿轮改造减少齿轮传动误差,从而减少齿轮尖叫。[1]验证了仿真结果与传输误差测量结果之间的相关性;福特汽车公司通过CAE仿真和实验分析了齿轮高频啸叫问题,并提出增加传动轴惯性质量以降低啸叫噪声[2];马自达汽车公司分析了薄齿轮和宽齿轮在不同结构和振动特性下的尖叫传递方式,提出薄齿轮可以通过提高啮合力来降低尖叫,而宽齿轮需要通过提高圆锥滚子轴承的传递率来降低尖叫[3]。在中国,同济大学基于订单分析[4],对乘用车变速器进行了噪声测试研究;重庆科技大学石全通过变速器振动和噪声台架试验,确定了主要噪声源,并提出通过减小齿轮侧隙和提高重合度来减小变速器尖叫。江苏大学葛如海利用罗马设计软件对齿轮啮合进行了分析。通过齿面的微修形,齿轮发出的阶啸叫噪声降低了约10分贝(
第2章传输噪声相关理论;浙江大学郝智勇通过齿轮箱总成的多体动力学建模与仿真,得出承载啮合副产生的动态啮合力以齿轮尖叫
2.1振动和噪声
2.1.1定义
声音(包括噪声)是由物体的振动产生的,振动在弹性介质中的传播形式是声波。一定频率范围(20 ~ 20 ~ 20000赫兹)的声波作用在人耳上产生声音感觉。物体的振动是声音的来源,但并不是说物体的振动一定会让人感觉到声音。因为人耳能感觉到的声音频率范围只有20-20000赫兹,这个频率范围内的声音称为可听声音,频率低于20赫兹的声音称为次声,频率高于20000赫兹的声音称为超声波。次声波和超声波是人耳察觉不到的。噪声通常被定义为“不想要的声音”,这是一种环境现象。一个人一生都暴露在嘈杂的环境中。噪声也是各种人类活动产生的环境污染物。然而,噪声不同于其他污染物,如空空气污染物和水污染物,有以下特点:(1)将噪声定义为“不需要的声音”是主观的,它被一个人视为噪声,但可能被另一个人喜爱;(2)噪声衰减时间短,长期不存在于环境中,如空空气污染物和水污染物。因此,当人们试图减少、控制或抱怨环境噪声时,噪声可能不再存在。(3)很难评估噪声对人的生理和心理的影响。它的影响往往是复杂和阴险的,其影响结果是渐进的,因此很难将原因与结果联系起来。事实上,一些听力可能被噪音损害的人认为他们没有任何问题。描述声级的物理量是频率。描述声强的物理量包括声压、声强、声功率及其相应的水平。描述声音大小的主观评价量是响度和响度级别。表示的结论。
综上所述,虽然目前对变速器啸叫问题的研究能够在一定程度上降低啸叫噪声,但从机理和本质上并没有认识到变速器啸叫噪声的成因,因此无法从根本上抑制甚至消除啸叫。随着人们环保意识的不断提高,车辆噪声问题已经引起了全社会的极大关注。汽车噪声的大小已经成为衡量汽车质量水平的重要指标,汽车噪声的预防和控制是当今世界汽车工业的一个重要课题。动力总成噪声是汽车振动和噪声的主要来源,变速器噪声占很大比例。中国国内变速器的早期发展主要是从可靠性的角度出发,没有将振动和噪声作为控制目标。随着国家对车辆噪声法规的日益严格,以及购车者对乘坐舒适性的要求越来越高,控制国内变速器的振动和噪声迫在眉睫。传输噪声是一个常见问题。目前,我国对变速器爆震的研究是主要的,对变速器尖叫的研究是有限的。针对手动变速器的啸叫噪声,通过理论啮合仿真计算、台架接触点试验和不同工况下的车辆路试,确定啸叫噪声的来源,并设计优化方法,从而有效降低变速器的啸叫噪声,提高车辆的乘坐舒适性,在技术上接近国际领先水平,形成一套可用于变速器减振降噪的方法和流程,为解决实际工程问题奠定基础。

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2.1.2噪声评价标准
上述由声压、声强、声功率及其相应水平表示的声强只是对声音的客观评价,不能准确反映人们对噪声的主观感知。实验表明,虽然两个声源的声压相同,但当它们的频率不同时,人耳的主观感觉是高频声音比低频声音多得多。也就是说,人耳对声音大小的感知不仅与声压有关,还与频率直接相关。如何将噪声的客观物理量与人耳感受到的主观量统一起来,是噪声评价中的一个重要问题。几十年来,人们对人类听觉与声压级和频率之间的关系进行了大量的实验研究。为此,我们把人耳对声音的主观感觉称为响度,即声音的“响度”,单位为sone,用n表示;用分贝表示的声压级相对于测试声音频率绘制成一条曲线,称为等响应曲线或弗莱彻-曼森曲线,如图1所示。它是基于大量听众所考虑的具有相同响度的纯音的声压级和频率之间的关系。等压曲线使用1000赫兹的纯音作为参考声音信号,并根据声压级的概念提出了一个“响度级”参数。它的单位被称为“声音”,并表示为LN。[7]当声音信号听起来像1000赫兹纯音一样响亮时,其响度水平的“平方”值等于1000赫兹纯音声压水平的分贝值。例如,如果声音听起来像频率为1000赫兹、声压级为90dB(A)的纯音一样响亮,则声音的响度级别为90平方。响度水平不仅考虑声音的物理效应,还考虑人耳的听觉生理效应,这是人耳对声音的主观评价
第三章传播尖叫实验.......13
3.1实验目的……13
3.2实验内容……13
3.3各种工况下的道路试验数据分析.......17
3.4呜呜声噪声源识别和辐射分析……31
3.5概述……58
第4章齿轮修改……59
4.1 Masta分析功能介绍……59
4.1.1软件概述……59
4.2案例分析……61
4.3变速器齿轮接触点测试...66
4.4变速器车辆尖叫测试报告...68
4.5二档MASTA分析........74 [/溴/]4.6齿形微修形方案的制定........82
4.7新方案的测试结果……85
第五章……89
5.1.......89
5.2研究展望……89。

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结论

本课题涉及的整车啸叫噪声被发现是客观噪声源啮合齿轮,通过对整车多通道噪声和振动传感器测试的安排,并通过顺序噪声分析的方法,与驾驶室听到的主观噪声相一致。顺序噪声用档位、速度范围来表示,甚至噪声水平与主观感觉也有很好的一致性。通过多通道测试数据的阶次跟踪噪声和从这些不同部分获得的阶次噪声的相干性分析,我们认为啸声噪声主要通过驾驶室结构传递噪声,这为今后的隔声减振提供了明确的工作方向。通过完整的车辆NVH改进和测试过程,包括车辆NVH测试和分析、变速器台架测试和分析、变速器台架分析和制造优化,大大改进了车辆测试和分析以及变速器台架测试和分析的测试和分析工作。同时,针对变速器设计和开发中的NVH问题的优化设计理论分析和设计实践经验,也是我今后工作的重点,可以帮助我在设计的早期阶段更加关注NVH问题,有针对性地完成设计评审,尽可能减少已知变速器NVH问题在不同项目中的重复出现。
通过对多种工况和多点啸叫噪声的测试分析,最终证实了整车可疑加速和滑行噪声的来源与变速器直接相关,这些噪声的传递主要是通过车身结构传递的,因此提高变速器的NVH性能迫在眉睫。通过后期传动齿廓的改善和优化,解决了传动早期发展中齿轮微变位的NVH预测,并通过减小齿轮传动误差和增大接触面积(目的是提高接触应力)来优化传动运行中的加速度和滑动噪声。本项目在Masta分析中对齿轮的微观改性进行了一些结论性指标,为今后解决类似问题提供了客观的参考指标。

参考
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[2]安倍晋三、布鲁斯·邦哈德、郑明德、马克·博斯卡、克里斯克瓦希涅维奇和利基萨。通过传动轴设计优化控制高频齿轮呜呜声[。[美国汽车工程师学会2003:01-1478
[3]康诺瑞康达,坂上东京,藤川正道和安藤忠一。sae2005: 01-2288
[4]周冠松。吴广强。基于顺序分析的乘用车变速器噪声测试[。现代制造工程,2007(11),85-88
[5]葛如海,蒋旭毅,杨文涛。齿面微改性在汽车变速器降噪中的应用研究[。汽车工程,2009,31(6),557-560
[6]郭磊,郝智勇,蔡骏,刘波。引用该论文[。振动与冲击,2010,29(1),103-107
[7]袁昌明。噪声和振动控制技术。[男]北京:冶金工业出版社,2007
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[10]库伊坎多。康代和藤田良彦。用逆边界元法分析高频齿轮呜呜声。[]汽车工程师学会论文,2005(1):2304