本發(fā)明涉及預(yù)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種齒輪箱噪聲的經(jīng)驗(yàn)預(yù)估方法。
背景技術(shù)：
：：由于齒輪的結(jié)構(gòu)特性，在其嚙合過程中不可避免地存在著齒輪嚙合剛度的波動及誤差作用，使傳動系統(tǒng)發(fā)生振動，并通過軸承傳遞于箱體，不僅影響系統(tǒng)的整體性能，還產(chǎn)生振動噪聲。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)噪聲問題越來越引起人們的關(guān)注，為了簡單計(jì)算齒輪傳動系統(tǒng)的振動噪聲，人們紛紛開始了噪聲預(yù)測公式的研究，并提出了一些簡化計(jì)算方法，但也都具有一定局限性。在1975年，O.Kato考慮了傳動功率、速度、重合度、傳動比、螺旋角對齒輪噪聲的影響，提出了以下的半經(jīng)驗(yàn)公式：其中，L為距齒輪箱1米遠(yuǎn)處的噪聲強(qiáng)度；β為齒輪的螺旋角；u為傳動比；為端面重合度；W為傳遞功率，單位為馬力；為速度系數(shù)。1986年T．Masuda為了驗(yàn)證由于齒廓加工方法對振動噪聲特性的影響和Kato公式的準(zhǔn)確性，提出了以下的公式：式中：，X為兩齒輪輪齒沿嚙合線方向的相對振動位移幅值(峰值)，為相對靜變形量。實(shí)際上，理論分析和試驗(yàn)研究均表明，齒輪精度對噪聲的強(qiáng)度有較大的影響。Kato公式雖然較為簡單，但該公式并未考慮齒輪加工精度與噪聲的影響。因此T．Masuda在Kato公式的基礎(chǔ)上提出了新的修正形式，但該公式不僅需要知道誤差的形狀和大小，還要通過齒輪系統(tǒng)動力學(xué)計(jì)算齒輪振動位移，求解過程也較為復(fù)雜，不適合工程應(yīng)用。且目前也沒有考慮齒輪精度的齒輪箱輻射噪聲預(yù)測方法。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：：本發(fā)明的目的是提供一種齒輪箱噪聲的經(jīng)驗(yàn)預(yù)估方法，根據(jù)齒輪精度的登記，提供了更精準(zhǔn)的噪聲預(yù)測。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種噪聲預(yù)測模型的驗(yàn)證試驗(yàn)方法，包括齒輪箱試驗(yàn)臺，齒輪箱試驗(yàn)臺包括試驗(yàn)齒輪箱、扭矩加載器、陪試齒輪箱、增速齒輪箱、直流電機(jī)和隔音罩，試驗(yàn)齒輪箱輸出軸通過撓性聯(lián)軸器與扭矩加載器的輸入軸連接，扭矩加載器通過輸出軸與陪試齒輪箱連接，陪試齒輪箱輸出軸通過盤車機(jī)與增速齒輪箱連接，增速齒輪箱輸出軸與直流電機(jī)連接；撓性聯(lián)軸器、扭矩加載器、陪試齒輪箱、盤車機(jī)、增速齒輪箱和直流電機(jī)形成的整體外安裝隔音罩。以Kato公式為基礎(chǔ)構(gòu)建的修正公式，預(yù)估方法如下：步驟一，在齒輪箱試驗(yàn)臺進(jìn)行齒輪箱噪聲測試試驗(yàn)，齒輪箱實(shí)驗(yàn)臺安裝了隔音罩（8），隔音罩（8）將試驗(yàn)齒輪箱（1）以外的其他設(shè)備聲源屏蔽，消除其他設(shè)備與試驗(yàn)齒輪箱噪聲測試試驗(yàn)的影響，根據(jù)對多臺齒輪箱（齒輪精度不同）輻射噪聲的實(shí)測結(jié)果，給出齒輪箱在不同齒輪精度等級下的嚙合頻率聲壓級，使齒輪箱工況為轉(zhuǎn)速4000r/min，扭矩為12000Nm；步驟二，結(jié)合Kato公式，在其基礎(chǔ)上加入齒輪精度級別的相關(guān)項(xiàng)，即可建立齒輪精度與齒輪箱輻射噪聲的函數(shù)關(guān)系，假設(shè)目標(biāo)函數(shù)形式如下：其中，L為嚙合頻率下的齒輪箱噪聲，等式右端第一項(xiàng)為宏觀參數(shù)項(xiàng)，速度系數(shù)，為總重合度，第二項(xiàng)為工況項(xiàng)，功率W的單位為kW，第三項(xiàng)為齒輪精度等級項(xiàng)，A、B為考慮齒輪精度等級需擬合的系數(shù)，Q為齒輪精度等級；步驟三，采用擬合的方法得到考慮齒輪精度等級的齒輪箱噪聲擬合公式：繪制計(jì)算結(jié)果與不同精度等級對應(yīng)的實(shí)測齒輪箱嚙合頻率下的噪聲結(jié)果對比圖。所述的將Kato公式中端面重合度更換為總重合度，且將以馬力為單位的功率值改為kW為單位的功率值。本發(fā)明的有益效果是：本齒輪箱噪聲的經(jīng)驗(yàn)預(yù)估方法，計(jì)算方法簡單，考慮了齒輪精度等級對齒輪箱噪聲的影響，使預(yù)估結(jié)果更準(zhǔn)確。附圖說明：圖1是本發(fā)明齒輪箱試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)布置圖；圖2是本發(fā)明不同齒輪精度等級下齒輪箱的聲壓級曲線圖；圖3是本發(fā)明擬合公式計(jì)算值與齒輪箱聲壓級實(shí)測值對比圖。具體實(shí)施方式：參照各圖，一種齒輪箱噪聲的經(jīng)驗(yàn)預(yù)估方法，包括齒輪箱試驗(yàn)臺，齒輪箱試驗(yàn)臺包括試驗(yàn)齒輪箱1、扭矩加載器3、陪試齒輪箱4、增速齒輪箱6、直流電機(jī)7和隔音罩8，試驗(yàn)齒輪箱1輸出軸通過撓性聯(lián)軸器2與扭矩加載器3的輸入軸連接，扭矩加載器3通過輸出軸與陪試齒輪箱4連接，陪試齒輪箱4輸出軸通過盤車機(jī)5與增速齒輪箱6連接，增速齒輪箱6輸出軸與直流電機(jī)7連接；撓性聯(lián)軸器2、扭矩加載器3、陪試齒輪箱4、盤車機(jī)5、增速齒輪箱（6）和直流電機(jī)7形成的整體外安裝隔音罩8。以Kato公式為基礎(chǔ)構(gòu)建的修正公式，預(yù)估方法如下：步驟一，在齒輪箱試驗(yàn)臺進(jìn)行齒輪箱噪聲測試試驗(yàn)，齒輪箱實(shí)驗(yàn)臺安裝了隔音罩（8），隔音罩（8）將試驗(yàn)齒輪箱（1）以外的其他設(shè)備聲源屏蔽，消除其他設(shè)備與試驗(yàn)齒輪箱噪聲測試試驗(yàn)的影響，根據(jù)對多臺齒輪箱（齒輪精度不同）輻射噪聲的實(shí)測結(jié)果，給出齒輪箱在不同齒輪精度等級下的嚙合頻率聲壓級，使齒輪箱工況為轉(zhuǎn)速4000r/min，扭矩為12000Nm；步驟二，結(jié)合Kato公式，在其基礎(chǔ)上加入齒輪精度級別的相關(guān)項(xiàng)，即可建立齒輪精度與齒輪箱輻射噪聲的函數(shù)關(guān)系，假設(shè)目標(biāo)函數(shù)形式如下：其中，L為嚙合頻率下的齒輪箱噪聲，等式右端第一項(xiàng)為宏觀參數(shù)項(xiàng)，速度系數(shù)，為總重合度，第二項(xiàng)為工況項(xiàng)，功率W的單位為kW，第三項(xiàng)為齒輪精度等級項(xiàng)，A、B為考慮齒輪精度等級需擬合的系數(shù)，Q為齒輪精度等級；步驟三，采用擬合的方法得到考慮齒輪精度等級的齒輪箱噪聲擬合公式：繪制計(jì)算結(jié)果與不同精度等級對應(yīng)的實(shí)測齒輪箱嚙合頻率下的噪聲結(jié)果對比圖。所述的將Kato公式中端面重合度更換為總重合度，且將以馬力為單位的功率值改為kW為單位的功率值。在Kato公式的基礎(chǔ)上，考慮了齒輪精度等級與齒輪箱輻射噪聲的映射關(guān)系。從擬合結(jié)果來看，考慮齒輪精度的公式擬合效果良好。依據(jù)上述步驟，即得到了考慮齒輪精度等級的齒輪箱嚙合頻率下的輻射噪聲預(yù)估方法。該計(jì)算方法的具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：表1為一臺齒輪箱在不同工況下的參數(shù)：參數(shù)工況1工況2工況3工況4工況5螺旋角bita(°)0.4650.4650.4650.4650.465傳動比u2.8652.8652.8652.8652.865速度v（m/s）43.3343.3343.3343.3343.33速度系數(shù)fv(m/s)0.6770.6770.6770.6770.677總重合度（rad）3.9493.9493.9493.9493.949齒輪精度Q33333轉(zhuǎn)速r（r/min）40004000400040004000扭矩T(Nm)3000600090001200015000功率W(kW)438.5845877.16891315.7531754.3382192.922將齒輪各項(xiàng)參數(shù)，包括齒輪精度等級Q均帶入上述給出的輪箱噪聲的經(jīng)驗(yàn)預(yù)估公式中，可計(jì)算求得表2中所示的各工況下齒輪箱的聲壓級：工況1工況2工況3工況4工況5齒輪箱聲壓級（dB）73.079.182.685.187.0將帶入經(jīng)驗(yàn)預(yù)估公式中的齒輪箱聲壓級計(jì)算結(jié)果與各個(gè)工況下的實(shí)際機(jī)組齒輪箱的測試結(jié)果相對比，可得表3：工況1工況2工況3工況4工況5預(yù)估值73.079.182.685.187.0實(shí)測值72.679.582.482.385.5誤差0.44-0.440.182.781.52從表3中可知，帶入預(yù)估公式的計(jì)算值與實(shí)測值相比，各個(gè)工況下的預(yù)測誤差均較小。該結(jié)果說明，針對齒輪箱嚙合頻率下的聲壓級預(yù)估方法簡單、快捷，大幅提升了計(jì)算效率且估算精度好。當(dāng)前第1頁1 2 3