齿轮系统噪声及其控制

zengxiaodong · 发表于 2019-7-12 10:47

接触计算结果对比，上面一行是2018版，下面一行是2019demo版。

zengxiaodong · 发表于 2019-7-13 12:02

Kisssoft接触分析，手册内容

接触分析.pdf (724.34 KB, 下载次数: 106)

zengxiaodong · 发表于 2019-7-14 19:25

zengxiaodong · 发表于 2019-7-15 07:23

这本书我买来了仔细研读了一遍，大失所望。
只是讲了齿面接触应力和齿根弯曲应力这两项最传统的计算内容，恰恰是最新的TCA根本就没有涉及。

也就是说，齿变形、啮合刚度、传动误差等等内容一点都没有提到，这是作者对于齿轮理论前沿课题了解不够造成的。

zengxiaodong · 发表于 2019-7-20 09:59

到目前为止，我们讨论和评价齿轮的噪声及其控制，基于的是齿轮完全没有加工装配误差，这点是很多人不理解之处，疑问是：既然没有加工、装配误差，那齿轮应该完全没有噪声呀！

实际上，即使没有加工、装配误差，齿轮仍然会产生振动噪声，根源就是齿轮是弹性体，齿本身弯曲变形、齿根轮体连接处变形、齿面接触变形，这3个变形综合叠加起来，使得传动误差不可避免，也就必然存在噪声振动！换句话说，没有加工装配误差的理想刚体渐开线齿轮，那才是真的没有振动噪声。

既然没有加工装配误差，那么我们分析的齿轮噪声就可以认为是其本质上的属性，在此基础上再考虑加工、装配误差，就是实际齿轮的噪声性能。

zengxiaodong · 发表于 2019-7-20 11:32

软件简介：

ANSOL 系列齿轮有限单元分析软件是由美国安索（ANSOL）高级数值求解公司开发的基于有限单元方法的齿轮和齿轮箱传动系统数值计算软件，可实现齿轮几何建模、接触分析、振动分析、噪声和多体系统分析。

zengxiaodong · 发表于 2019-7-20 13:23

本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-7-20 13:24 编辑

ANSOL 系列软件包括：

①Coustyx：利用快速多极点方法(FMM)进行声学传播分析；
②Planetary2D：行星齿轮系统的二维(2D)静态和动力学分析；
③Helical3D：三维(3D)内接或者外接螺旋齿轮对接触分析；
④Hypoid Face Milled：平面铣刀加工的渐开线齿轮和准双曲面齿轮几何建模和接触分析；
⑤Hypoid Face Hobbed：平面滚刀加工的渐开线和准双曲面齿轮几何建模和接触分析；
⑥Calyx:客户化的基于二维(2D)和三维(3D)有限元方法的多体动力学与静力学接触分析求解器。
⑦Transmission3D：ANSOL 系列中专用的传动齿轮箱建模和分析软件。Transmission3D 除了可以对多个齿轮对建模并进行仿_真分析外，还能建立三维行星齿轮系统模型。不但可以分析所有的三维平行轴行星齿轮系统，还可以对非平行轴齿轮传动系统进行建模和分析。此系统可以是任意的三维齿轮系统，包括准双曲线齿轮、渐开线齿轮和螺旋齿轮，甚至是直斜齿轮双曲线和渐开线齿轮系统。 Transmission3D 软件包不但可以分析所有 Planetary3D 软件包能分析的三维行星齿轮系统，还可分析汽车后桥传动齿轮系统.

zengxiaodong · 发表于 2019-7-21 11:19

分析对比了关于齿轮噪声的不同设计方案的本质性能，也通过实际加工装配运转试验，验证了理论分析的结果。更进一步的工作是，讨论修形问题，也就是从修形的角度，探讨通过接触分析结果来评价修形的有效性。

下面以我们优选出来的最低噪声方案，也就是前面帖子纵向重合度为2.0的方案，进行修形接触分析。

zengxiaodong · 发表于 2019-7-21 16:34

进行齿向修形，鼓形齿20微米，接触计算的结果如下：

min max Δ µ σ
传动误差(µm) -16.3427 -16.1616 0.1811 -16.2371 0.0449
外力激振(N) 4969.7994 5040.2336 70.4342 5010.6700 17.4078
刚度曲线切线(N/µm) 350.9433 362.0074 11.0641 358.1657 2.7705
刚度曲线割线(N/µm) 302.2158 305.5351 3.3193 304.2235 0.8251
线载荷(N/mm) 0.0000 500.6061 500.6061 200.0289 57.8600
齿轮 1 扭矩(Nm) 110.2144 110.2146 0.0002 110.2145 0.0000
齿轮 2 扭矩(Nm) 498.0727 499.4341 1.3614 498.5293 0.2783
功率损耗(W) 25.6305 31.5047 5.8741 30.1529 1.1610
接触温度(°C) 31.7368 50.9202 19.1833 37.0849 3.7757
润滑膜厚度(µm) 0.6819 3.5402 2.8583 1.2168 0.4373
赫兹接触应力(N/mm²) 1628.2057 910.9198
齿轮 1 齿根应力(N/mm²) 259.6420 152.3979
齿轮 2 齿根应力(N/mm²) 225.6309 149.1557
微点蚀安全系数（ISO TR 15144 方法 A） 1.6906
胶合安全系数 12.7927
载荷作用下的端面重合度 (max)[εα] 1.3455
载荷作用下的纵向重合度[εβ] 1.9697
载荷作用下的总重合度 (max)[εγ] 3.3152
效率[η] 99.5000
声压级（根据 Masuda）[dB(A)] 11.8

zengxiaodong · 发表于 2019-7-21 16:42

本帖最后由 zengxiaodong 于 2019-7-22 11:25 编辑

可见，修形以后噪声又大幅度降低了。

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