在设计阶段精确预测变速箱齿轮噪声机械基础.doc

百铸网- 中国铸造行业 B2B 网站! 每天发布最新的铸造行业求购信息。百铸网- 中国铸造行业 B2B 网站! 每天发布最新的铸造行业求购信息。在设计阶段精确预测变速箱齿轮噪声一种新的、基于 CAE 模型的动力学和声振预测方法, 证明了通过在设计阶段精确地预测齿轮噪声,达到缩减设计时间和工程成本的可能性。 Elasis 与 LMS 工程咨询服务部通力合作, 通过建立一种精确的 CAE 模型来仿真变速箱的噪声。这个 CAE 模型可仿真噪声源在各种运行状况下的噪声生成机制。为了验证这一 CAE 模型, 在建模过程的每个阶段都做了实验测试。该方法比原型实验能提供更多有关噪声根本成因方面的信息, 并且有可能以更低的成本, 更快、更早地开发出解决方案。随着汽车制造商作出持续的努力, 已使发动机噪声和路面噪声显著降低, 传动装置的噪声问题则因其它噪声源对其掩盖性不断减小而变得愈发突出。传动装置的设计师必须应对诸多不同状态下出现的噪声问题, 譬如离合器发出的哐当声, 齿轮发出的呜呜声, 齿轮发出的咯咯声和动力传动系的轰声等。实际上,变速箱噪声主要是齿轮的呜呜声(whine) 和咯咯声(rattle) 这两类噪声。通过安装有虚拟发动机模拟装置的测试,工程师们可以评估手动变速箱的声学性能主噪声的产生机理齿轮的呜呜声, 是一种与齿轮副的齿数相对应的、含发动机转速多阶次频率的复杂谐音噪声。在旋转一圈的过程中, 互相接触的齿数是变化的, 譬如说, 在某一时刻有两个齿互相百铸网- 中国铸造行业 B2B 网站! 每天发布最新的铸造行业求购信息。百铸网- 中国铸造行业 B2B 网站! 每天发布最新的铸造行业求购信息。接触,而在另一时刻则有 3 个齿互相接触。另外,齿轮副的接触点会不断地沿齿面移动。每一个齿均可视为齿根固定的梁, 梁的弯曲刚度随接触点在梁上的移位而改变。对某指定的齿而言,当接触点向齿根移动时其刚度在增大,当接触点向齿顶移动时其刚度在下降。这一现象被认为是附加刚度随时间变化。齿轮咯咯声是由于那些不带负荷的传动齿轮可在一个小范围内自由运动而产生的噪声, 即由于两个齿轮的齿间切向间隙和齿轮与轴之间的径向和轴向间隙所引起的噪声。齿轮之间的撞击和齿轮与轴之间的撞击这种金属之间的碰撞, 会产生宽频带的振动, 并由此形成咯咯声。这种碰撞是由于燃烧力随时间变化引起发动机转速波动所造成的。齿轮的呜呜声和咯咯声作为源, 经由轴承的传递, 最终激发起变速箱箱体的振动,而振动的箱体也随之成为噪声辐射源。从构建- 测试转移到 CAE 今天, 传动系统的制造商在原型试验阶段花费大量的时间和精力去对付上面说到的那些问题。他们在发动机怠速及通过不同齿轮来变速时,评估在不同档位上生成的传动系噪声。这一途径的问题在于建造原型, 进行实物测试, 并为力求解决存在的问题而去修改原型的代价非常昂贵和费时太长。另一问题是实物测试所能够提供的信息, 会受到可用于对传动系做测试的传感器数量和精度的限制。居于这些理由, Elasis 开始探索在有原型之前的设计阶段,就着手评估和分析变速箱噪声。这样做的目的, 是为了在早期的设计阶段, 就能评估其声振性能, 优化设计, 减少或消除原型阶段的故障。 Elasis 和 LMS 成功地引入的一个方法, 是分析变速箱壳体在其轴承上作用有已知力时引起的振动和噪声, 并分析噪声是