【正文】 課程設(shè)計(jì)論文 DMAIC 模型在降低變速器噪音的應(yīng)用 工業(yè)工程 111班 劉洋 15號 20xx年 6月 摘 要 汽車制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)， 隨著汽車的普及，人們對汽車的認(rèn)識越來越深，對汽車的使用性能也提出了越來越高的要求。作為評價汽車性能的重要指標(biāo)之一的噪聲也越來越多的成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。各大汽車廠商紛紛努力將噪音控制在最小狀態(tài)，來為乘客提供一個舒適的乘坐環(huán)境 。 汽車變速箱作為汽車傳動系統(tǒng)的主要部件，其承擔(dān)著從發(fā)動機(jī)到整車的動力傳輸， 但 同時也在產(chǎn)生著噪音。如何降 低變速器噪音便成為 汽車制造商 或是變速器企業(yè)首要考慮的問題之一。 汽車變速器噪音一般是指變速器 運(yùn)行中產(chǎn)生的 刺耳 并且 令人不愉快的 齒輪嘯叫 。汽車變速器異常聲響是汽車 的一個重要的 質(zhì)量問題， 也是比較難以 消除的汽車故障。雖然變速器噪音不會立即影響汽車的行駛，但會使汽車乘坐舒適性嚴(yán)重下降，造成司乘人員心情煩躁、注意力下降等不良癥狀出現(xiàn)，如不及時維修會引發(fā)其它汽車故障。我國汽車絕大多數(shù)是發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動布置傳動系的，故本文重點(diǎn)分析的是同軸變速齒套式汽車變速器噪音異常聲響問題。 本文 以 某型汽車手動變速箱 為研究對象 ，著重研究 了汽車 在行駛過程 中因 齒輪嘯叫 所 產(chǎn)生 的 異常振動和聲音信號。 采用 DMAIC 模型對該型變速器進(jìn)行 定義、測量、分析、優(yōu)化和控制，并 著重介紹了 MATLAB 在 齒輪振動 中的優(yōu)化 ，通過 有限元分析 發(fā)現(xiàn)故障 原因 ，并進(jìn)一步鎖定故障零件， 為降低 汽車 變速器噪音確定了方向 。 關(guān)鍵詞 :齒輪嘯叫 ； MATLAB； DMAIC ABSTRACT Automobile manufacturing industry is the pillar industry of our national economy, with the popularization of cars, people of motor cognition more and more deeply, also put forward higher requirements on the performance of the vehicle. As one of the important indexes to evaluate the noise performance of vehicle are also increasingly bee the focus of attention. The major automobile manufacturers have to be controlled in the minimum noise, to provide a fortable riding environment for the passengers. Automobile gearbox as the main parts of automobile transmission system, the bear from the engine to the transmission of the vehicle, but also in the production of noise. How to reduce the transmission of noise bees one of the car makers or transmission enterprises priority. Automobile transmission gear noise generally refers to Xiao generating transmission operation in harsh and unpleasant name. Abnormal sound of automobile transmission is an important quality problem of the automobile, automobile fault is more difficult to eliminate. Although the transmission noise will not immediately affect the vehicle, but the vehicle ride fort serious decline, causing passengers irritable mood, attention and other adverse symptoms, will lead to other vehicle failure if not timely repair. The vast majority of China39。s automobile is rear wheel drive front engine layout of the transmission system, this paper focuses on the analysis of the coaxial transmission gear sleeve type automobile transmission noise abnormal sound problems. This paper takes a certain type of car manual gearbox as the research object, focuses on the research of the automobile in the running process of the gear howling the abnormal vibration and acoustic signals. DMAIC model was used to define, for the transmission measurement, analysis, optimization and control, and introduces the optimization of MATLAB in gear vibration, through finite element analysis to find fault reason, and further the fault parts, in order to reduce the noise and the direction of automobile gearbox. Key words: Gear howling。 MATLAB。 DMAIC 目 錄 第一章 緒論 ????????????? ??????? 1 課題研究 對象 ????????????????? ?? 1 齒輪噪音國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ??????????? ??? 1 國外研究現(xiàn)狀 ?????????????? ??? 1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 ????????????? ???? 1 課題的主要研究內(nèi)容及研究意義 ????????? ?? 2 主要研究內(nèi)容 ???????????? ????? 2 研究意義 ???????????? ??????? 2 論文的特點(diǎn) ????????????? ??????? 2 第二章 定義 ????????????? ??????? 3 項(xiàng)目選題 ?????????????? ?????? 3 改進(jìn)對象 ?????????????? ?????? 3 項(xiàng)目目標(biāo) ?????????????? ?????? 3 項(xiàng)目分析步驟 ?????????????? ???? 3 項(xiàng)目意義 ?????????????? ?????? 3 第三章 測量 ??? ???????? ?? ?? ????? 4 測量噪音時的注意事項(xiàng) ????????????? ?? 4 汽車變速器噪音異常聲響故障的查找方法與步驟 ???? 4 檢測 ????????????? ?????????? 4 汽車變速器噪音的測量數(shù)據(jù)及處理 ?? ? ??? ? ??? 4 第四章 分析 ????????????? ??????? 8 變速器結(jié)構(gòu) ????????????? ???? ??? 8 變速器振動噪音機(jī)理 ???????????????? 8 剛度激勵 ????????????? ?????? 8 誤差激勵 ??????? ?????? ?????? 8 嚙合沖擊激勵 ????????????? ???? 9 振動信號處理技術(shù)方法 ??????????????? 9 同周期相加平均法 ????????????? ?? 9 頻譜分析技術(shù) ????????????? ???? 10 倒頻譜分析 ????????????? ????? 10 細(xì)化譜分析 ????????????? ????? 10 解調(diào)分析 ????????????? ?????? 10 階次分析與 典型故障信號特征 ?? ??? ??????? 11 階次分析 ????????????? ?????? 11 典型故障信號特征 ????????????? ?? 11 不平衡機(jī)械轉(zhuǎn)動 ????????????? ? 11 偏心的機(jī)械轉(zhuǎn)動 ????????????? ? 12 齒輪嚙合故障 ????????????? ?? 12 齒輪嚙合嚴(yán)重故障 ??? ?????????? 13 第五章 改進(jìn) ????????????? ?? ???? ?? 14 汽車變速器噪音的優(yōu)化模型 ????????????? 14 ??????? ???? 14 基于模態(tài)擴(kuò)展技術(shù)的變速器箱體振動特性識別的基本原 理 14 變速器箱體振動加速度的識別及輻射噪聲優(yōu)化 ????? 16 ??????? ??? ? 17 變速器箱體有限元模型中各點(diǎn)振動加速度的識別及驗(yàn)證 ?????????????????????? 18 結(jié)論 ????????????? ???????? 20 第六章 控制 ??????? ?????? ???????? 21 ??????? ?????? 21 基于 MATLAB 對齒輪振動的改進(jìn) ??????? ???? 22 第七章 案例分析 變速箱拱板結(jié)構(gòu)的降噪優(yōu)化設(shè)計(jì) ? ? ? 23 引言 ?????????????? ???????? 23 拱板結(jié)構(gòu)造價優(yōu)化模型的建立 ??????? ???? 23 目標(biāo)函數(shù) ?????????????? ??? ? 23 目標(biāo)函數(shù)的確定 ????????????? 23 目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式 ?? ????? ?????? 23 設(shè)計(jì)變量 ?????????????? ???? 24 約束條件 ?????????????? ???? 24 振動加速度級約束函數(shù) ??????? ??? 24 幾何參數(shù)約束 ??????? ??????? 25 拱板結(jié)構(gòu)造價優(yōu)化模型 ??????? ????? 25 優(yōu)化模型的轉(zhuǎn)換 ?????????????? ??? 25 振動加速度級約束函數(shù)的顯式化 ?????????? 26 一次響應(yīng)面擬合約束函數(shù) ??? ???? ???? 26 響應(yīng)面擬合精度檢驗(yàn) ??????? ?????? 27 優(yōu)化結(jié)果 ?????????????? ?????? 31 優(yōu)化流程圖 ?????????????? ???? ? 31 第八章 總結(jié)和展望 ? ?????????? ?? ? ??? ? 32 ????????????? ??????? ?? ? 32 ????????????? ??????? ?? ? 32 致謝 ????????????? ??????? ??? ? 33 參考文獻(xiàn) ????????????? ? ??? ??? ?? ? 34 江西理工大學(xué) 20xx屆本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 課題研究 對象 某型汽車 手動變速箱在行駛過程中 產(chǎn)生嘯叫。返回的變速箱經(jīng)過再次測試依然能明顯聽到嘯叫，測試時檢測到異常振動和聲音信號特征。 齒輪噪音國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀 20 世紀(jì) 90年代以來，國內(nèi)外學(xué)者對齒輪傳動系統(tǒng)的振動特性進(jìn)行了廣泛和深入的研究 。 Kahamna 等人對齒輪振動特性做了大量的研究工作，分析了軸向振動對斜齒輪傳動特性的影響，以及多對斜齒輪和行星齒輪在嚙合條件下的動力學(xué)特性，還通過動態(tài)試驗(yàn)的方法分析了 齒輪漸開線重合度、齒頂修緣和齒輪受迫響應(yīng)特征對齒輪動態(tài)性能的影響。 通過將齒輪激勵力描述為齒輪嚙合剛度和齒輪誤差的乘積，給出了齒輪嚙合沖擊力的計(jì)算方法。 等通過對彈性齒軸上的斜齒輪進(jìn)行振動分析，發(fā)現(xiàn)了軸承阻尼特性、嚙合面特性和齒輪嚙合剛度的變化對斜齒輪的嚙合特性的影響 。 20xx 年 ， 通過