【正文】 取整個(gè)變量取值范圍的邊界點(diǎn)，對(duì)構(gòu)造的有效范圍邊界點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn) ,江西理工大學(xué) 20xx屆本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 30 約束響應(yīng)面的檢驗(yàn)點(diǎn)如圖 73所示。=4，對(duì)構(gòu)造的有效范圍邊界點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn) ,在 Matlab 軟件中計(jì)算檢驗(yàn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)的擬合值，以及擬合值與數(shù)值模擬真實(shí)值之間的誤差，見表 73 數(shù)據(jù)所示。由改進(jìn)響應(yīng)面方法所建立的近似模型，只在中心展開點(diǎn)上是精確的，越遠(yuǎn)離中心展開點(diǎn)，其精度越得不到保證。δ≤ ui≤ ui(0)+181。但是也要注意到，約束條件中的振動(dòng)加速度級(jí)函數(shù)仍然是新變量 u=(u1,u2,u3)T 的隱式函數(shù)，因此，在求解之前需要采用響應(yīng)面方法將振動(dòng)加速度級(jí)隱式函數(shù)進(jìn)行顯式化，其擬合的形式應(yīng)該是一次響應(yīng)面函數(shù)。根據(jù)城市區(qū)域環(huán)境振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)值及適用 地帶范圍和監(jiān)測方法（ GB10071） [80]，在工業(yè)集中區(qū)垂向 Z 振級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值晝間為 75dB，夜間為 72dB。其余常數(shù)項(xiàng)：ρ 1=，ρ 2=， k1=35000 元 /tonne，k2=80000 元 /tonne， k3= 元 /tonne。 結(jié)合前期的研究工作，這里將數(shù)值分析發(fā)展為優(yōu)化設(shè)計(jì)，有兩種方案：其一是給定造價(jià)限制，追求產(chǎn)生振動(dòng)與噪音的極小化；其二是給定振動(dòng)和噪音的評(píng)價(jià)限制，追求造價(jià)最省。 對(duì)箱體進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn)以校核模態(tài)仿真分析結(jié)果的正確性．在模態(tài)試驗(yàn)中，在箱體與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的螺栓孔處用彈性繩懸吊箱體，使其處于自由狀態(tài)．采用 Lms Test I， ab 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集各點(diǎn)振動(dòng)加速度信號(hào)，在前箱體上用激振器產(chǎn)生的觸發(fā)隨機(jī)信號(hào)激勵(lì)系統(tǒng)，用 H1 方法估計(jì)頻響函數(shù)．在 Ploymax 軟件中進(jìn)行模態(tài)頻率和模態(tài)振型識(shí)別．模態(tài)試驗(yàn)如圖 51所示． 圖 51 變速器箱體模態(tài)測試 變速器箱體的前幾階整體模態(tài)對(duì)其振動(dòng)特性影響較大，因此本文對(duì)前 8階整體模態(tài)進(jìn)行校核．將有限元計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果導(dǎo)入 I． ms Virtual I． ab 軟件中，對(duì)有限元模型進(jìn)行驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果和有限元 結(jié)果的模態(tài)頻率差值百分比和模態(tài)振型的模態(tài)置信準(zhǔn)則 MAC(Modal Assurance Criterion)值如表 51所示，其中 MAC值用于榆驗(yàn)試驗(yàn)測得的模態(tài)振型和有限元計(jì)算得到的模態(tài)振型的一致性 m． MAC 值介于 o～ 1之間，其值越接近1，表明試驗(yàn)測得的模態(tài)振型和有限元計(jì)算得到的模態(tài)振型的一致性越好．由表5l 可以看出，頻率差值百分比最大為 8． 29％； MAC 值最小為 0。 在變速器箱體振動(dòng)特性識(shí)別中，首先利用有限元方法計(jì)算出箱體 m階模態(tài)主振型矩陣 Pa(w),通過試驗(yàn)測得運(yùn)行工況下箱體上 n 個(gè)自由度的振動(dòng)特性 Xa。不平衡機(jī)械旋轉(zhuǎn)時(shí)，將出現(xiàn)以轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為主要成分的異常譜線。為了解決這個(gè)問題，一種基于等角度間隔采樣的階次分析方法應(yīng)運(yùn)而生。針對(duì)齒輪箱中的齒輪和滾動(dòng)軸承出現(xiàn)的調(diào)制邊頻帶，利用倒頻譜可以分析出反應(yīng)故障特征的調(diào)制頻率，從而診斷故障 。在齒輪箱狀態(tài)監(jiān)視和故障診斷中，通過頻譜分析可以從信號(hào)中獲得各軸的旋轉(zhuǎn)頻率和各個(gè)齒輪的嚙合頻率以及故障軸承的通過頻率，針對(duì)于分析和判斷變速箱故障位置，故障種類和產(chǎn)生機(jī)理提供了十分有效的工具與手段。相比較斜齒輪的嚙合剛度變化較為平緩，主要產(chǎn)生嚙合頻率的基波成份。其中齒形和齒距誤差影響最大 。液體運(yùn)動(dòng)噪聲是由于齒輪嚙合過程中的齒面間的擠壓導(dǎo)致潤滑油向外噴射，而引起的沖擊波。 4 前端面兩定位稍孔 對(duì)軸心距的距離 155177。 汽車變速器噪 音 的測量 數(shù)據(jù)及處理 為表述方便，把有異響的汽車變速器編為 A，無異響的汽車變速器編為 B。 2) 用千斤頂支起汽車后輪離地，將汽車變速器置于空檔，分離開離合器，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，如果沒有噪音異常聲響故障則可排除汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原因 。專家指出： “ 汽車對(duì)環(huán)保造成的最大危害之一是噪音污染，這一問題必須引起特殊關(guān)注。接下來對(duì)變速器的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析處理，通過對(duì)噪音這一故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行 分析，并采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行處理，處理的方法有五種，分別是，同周期相加平均法，頻譜分析技術(shù)，到頻譜分析，細(xì)化譜分析，解調(diào)分析法。 ? 通過 Reilhofer 系統(tǒng)的客觀測試，獲取了該型號(hào)變速器在臺(tái)架檢測的所有振動(dòng)數(shù)據(jù)，為下一步的故障分析、評(píng)價(jià)改進(jìn)效果和故障監(jiān)控起到了重要作用 : ? 通過采用 Romax 的虛擬建模將齒輪的微幾何參數(shù)融入計(jì)算，通過對(duì)目標(biāo)微幾何參數(shù)的隨機(jī)抽樣組合，對(duì)傳動(dòng)誤差進(jìn)行分析，完全模擬了在實(shí)際制造誤差條件下的實(shí)際裝配過程，為大批量制造條件下的齒輪優(yōu)化提供重要的參考信息。唐進(jìn)元等學(xué)者通過多年的分析和研究，推導(dǎo)出來齒輪線外嚙合的剛度計(jì)算方法。 等學(xué)者認(rèn)為齒輪參數(shù)的制造公差是齒輪系統(tǒng)的嚙合振動(dòng)和傳動(dòng)噪聲主要因素。 Kahamna 等人對(duì)齒輪振動(dòng)特性做了大量的研究工作，分析了軸向振動(dòng)對(duì)斜齒輪傳動(dòng)特性的影響，以及多對(duì)斜齒輪和行星齒輪在嚙合條件下的動(dòng)力學(xué)特性，還通過動(dòng)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(duì)齒輪動(dòng)態(tài)性能的影響。 本文 以 某型汽車手動(dòng)變速箱 為研究對(duì)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(dòng)和聲音信號(hào)。作為評(píng)價(jià)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)。汽車變速器異常聲響是汽車 的一個(gè)重要的 質(zhì)量問題， 也是比較難以 消除的汽車故障。 DMAIC 目 錄 第一章 緒論 ????????????? ??????? 1 課題研究 對(duì)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(duì)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(shí)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(dòng)噪音機(jī)理 ???????????????? 8 剛度激勵(lì) ????????????? ?????? 8 誤差激勵(lì) ??????? ?????? ?????? 8 嚙合沖擊激勵(lì) ????????????? ???? 9 振動(dòng)信號(hào)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(hào)特征 ?? ??? ??????? 11 階次分析 ????????????? ?????? 11 典型故障信號(hào)特征 ????????????? ?? 11 不平衡機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng) ????????????? ? 11 偏心的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng) ????????????? ? 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(dòng)特性識(shí)別的基本原 理 14 變速器箱體振動(dòng)加速度的識(shí)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(dòng)加速度的識(shí)別及驗(yàn)證 ?????????????????????? 18 結(jié)論 ????????????? ???????? 20 第六章 控制 ??????? ?????? ???????? 21 ??????? ?????? 21 基于 MATLAB 對(duì)齒輪振動(dòng)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(jià)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(dòng)加速度級(jí)約束函數(shù) ??????? ??? 24 幾何參數(shù)約束 ??????? ??????? 25 拱板結(jié)構(gòu)造價(jià)優(yōu)化模型 ??????? ????? 25 優(yōu)化模型的轉(zhuǎn)換 ?????????????? ??? 25 振動(dòng)加速度級(jí)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(duì)象 某型汽車 手動(dòng)變速箱在行駛過程中 產(chǎn)生嘯叫。 20xx 年 ， 通過齒輪模型，分析 了齒輪的摩擦性質(zhì)，并給出了 FFT函數(shù)的形式的齒輪激勵(lì)的等值線，得出了齒輪的幾何參數(shù)的變化對(duì)齒輪嚙合激勵(lì)結(jié)果的影響 。 在設(shè)備和軟件研制方面，國外企業(yè)對(duì)噪聲的研究相比國內(nèi)企業(yè)走在前面。 在整個(gè)課題的調(diào)查和分析中，主要完成以下幾方面的工作 ： ? 故障變速器在臺(tái)架下線檢測系統(tǒng)中的振動(dòng)信號(hào)的分析和診斷 ； ? 齒輪變速器在臺(tái)架下線檢測系統(tǒng)中的振動(dòng)歷史數(shù)據(jù)分析 ； ? 齒輪加工歷史數(shù)據(jù)分析 ； ? Romax 的變速器系統(tǒng)建模及傳動(dòng)誤差分析 ； ? 變速 器整車 Head Acoustic 測試分析和對(duì)比驗(yàn)證 。 以期 達(dá)到國際先進(jìn)水平。人短期處于噪聲環(huán)境時(shí)，即使離開噪聲環(huán)境，耳朵也會(huì)發(fā)生短期的聽力下降，但當(dāng)回到安靜環(huán)境時(shí)，經(jīng)過較短的時(shí)間即可以恢復(fù)。因?yàn)槠囎兯倨鞯脑胍舢惓Ｂ曧懝收吓c發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸及變速器內(nèi)部的機(jī)械部分都有關(guān)系，出現(xiàn)噪音異常聲響故障的可能原因和部位很多，采用排除法查找比較快速高效。 2) 排除這些原因以后，再檢測各配合齒輪的制造質(zhì)量，包括如齒形誤差、齒向誤差等，若有條件，最好能 采用雙嚙儀進(jìn)行綜合檢測。汽車變速器殼體前端面對(duì)軸心線垂直度超差會(huì)造成一軸軸承江西理工大學(xué) 20xx屆本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 7 孔與曲軸中心孔軸心線以及一、二軸軸心線不 同軸，造成在傳動(dòng)過程中變速器嚙合齒輪及支承軸承受 力不均，破壞各齒輪副的配合精度，從而導(dǎo)致汽車變速器噪音異常聲響。齒輪噪聲可分為結(jié)構(gòu)噪聲和空氣及液體動(dòng)力性噪聲 。這兩種誤差統(tǒng)稱為誤差激勵(lì)。嚙合沖擊激勵(lì)與嚙合剛度變化直接相關(guān)，嚙合剛度變化越大，沖擊激勵(lì)越大，并由于齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而呈現(xiàn)周期性嚙合剛度變化和嚙合沖擊激勵(lì)變化。但對(duì)于穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的齒輪箱，如果可以確保對(duì)某個(gè)軸不同時(shí)刻采集的振動(dòng)信K（ t） t K（ t） t 江西理工大學(xué) 20xx屆本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 10 號(hào)在起始點(diǎn)的相位一致，采樣頻率和采樣數(shù)一樣，對(duì)于這樣的時(shí)域信號(hào)可以通過平均大大提高信噪比，減少和抑制掉干擾信號(hào)，從而提取與該軸相關(guān)的振動(dòng)信號(hào)，這種方法被稱為同步時(shí)域平均，此時(shí)的時(shí)域信號(hào)做出的譜稱為同步譜。指數(shù)形窗，應(yīng)用于瞬時(shí)信號(hào)寬度大于窗 ； 海寧窗，瞬時(shí)信號(hào)寬度大于窗