机床齿轮传动的低噪声设计

金属切削机床通用技术条件(JB2278-78)明确规定:“机床运转时不应有不正常的尖叫声和不规则的冲击声。噪声级在高精度机床不得超过75dB(A),而对精密机床和普通机床则不得超过85dB(A).”机床噪声主要来自电动机、齿轮和齿轮箱、轴承、液压装置及其他辅助装置,而其中齿轮和齿轮箱是机床的主要噪声源.因此千方百计降低齿轮装置的运转噪声是机床设计人员的一项重要任务.降低齿轮装置的运转噪声可以从齿轮结构参数设计、齿轮加工工艺、齿轮箱设计和安装等三个方面来进行改进. 一、齿轮结构参数设计的改进 (1)齿轮参数设计时选用较小的齿宽,可避免由     

结合多种方法的单缸汽油机噪声源识别研究

对152QMI单缸汽油机进行噪声及振动以及曲轴转角等信号的采集,在LMS Test.Lab软件中利用频谱分析和小波变换计算得出了该单缸汽油机噪声能量的主要分布范围,并以此作为噪声源识别的对象,利用阶次分析和小波变换筛选出该机噪声信号中频率不随转速变化的共振因素,随后在角度域内对信号进行小波变换,结合发动机配气机构等部件的运动特征研究识别相对于各频率带的发动机噪声源。研究结果表明,该发动机主要噪声频率带为800 Hz以下、2 000 Hz和4 000 Hz~5 000 Hz,各频率带噪声源分别为进排气噪声、缸盖共振和顶杆对摇臂的冲击以及气门落座冲击。     

数控弧齿铣齿机结构薄弱模态研究

以某数控弧齿锥齿轮铣齿机为例,研究机床结构薄弱模态的确认方法,为结构改进提供依据.通过动态试验,测量机床刀具和工件间相对激振的频率响应曲线G(w),并分析出机床结构存在两个薄弱模态振型.切削颤振试验表明,机床每一切齿走刀过程的切入和切出期间,结构系统存在不同的颤振频率,恰好和机床G(w)的薄弱模态频率相对应.机床结构有限元和试验模态分析均验证该结构薄弱模态的存在.     

从YN-01车床的试验谈谈低噪声机床的设计和制造

一、前言 金属切削机床广泛地应用于国民经济的各行各业,因此,对机床噪声的控制是环境保护的重要内容之一。目前,世界各工业发达国家要求在八小时的工作时间内,环境噪声连续暴露不得超过90分贝(A),这样就要求每台机床的噪声级不得大于85分贝(A)。我国机床标准规定,普通机床的噪声应低于85分贝(A),精密机床的噪声应低于75分贝(A)。但就我国目前的情况而言,精密机床的噪声普遍为75～80分贝(A),普通机床的噪声大部分为85～90分贝(A)。因此,降低机床噪声是当前提高产品质量的重要任务之一。 机床噪声的试验研究包括两方面的内容:一是通过试验…     

机床主轴传动环节降噪应用实例

正在现代科技高速发展机床行业中,机床噪声的大小已经成为评定机床性能的重要指标之一,机械行业标准《ZB J50 004金属切削机床噪声声压级的测定》也对机床的噪声做出相关规定,非精密机床整机噪声声压级不应超过83 dB(A)。机床的噪声主要包括:机械噪声、动力源噪声及阀体噪声等。机械噪声一般是指机械传动部件在运转过程中产生的噪声。动力源噪声包括各个传动轴电动机、液压泵、冷却泵、风扇运转以及空气压缩机等带来的噪声。阀体噪声主要是液压阀和气动阀工作时产生的噪声。本文主要介绍降低机械噪声产生的应用实例。主轴箱是机床中必不可少的重要组成部分,同时也是机床噪声的主要来源。在机床运转过程中,     

金属切削机床切削噪声的动力学研究

根据切削噪声试验结果,提出在强烈切削振动情况下,切削噪声与刀具主切削力方向的振动在时域中具有极强的相关性,在频域中具有极大的频率结构相似性,并进而提出了稳态切削噪声与动态切削噪声的概念,解释了切削噪声发声的物理机理。本文还采用倒谱剔除观测切削噪声信号中的回声信号,以分析原始切削噪声的频率结构,并将切削振动作为主要输入、切削噪声作为输出,采用二给ARMAV模型辨识切削噪声发声系统,辨识结果描述了发声系统对切削振动的传输关系,并能较好地解释原始切削噪声的主要频率成分的来源与传输。     

机床噪声功率及其测量方法

一、概述我国和世界上大多数工业国家的机床噪声测量标准,均以“声压级”作为考核指标,有些国家考查机床的空运转噪声,有些国家考查机床带负载运转噪声或等效连续声级。事实上,机床的声压级只能表征声场中噪声入射的情况,而不能反映机床噪声发射的本质,所以声压级的测量受环境噪声和房间反射的影响很大;同时,机床声压级的大小是随测点离声源距离变动而变化的。这样,一台机床的声压级只能表征机床噪声特性的相对值,它只适用于考查车间内部噪声对工人健康影响的大小,或判断有否危害的噪声源.另外,目前的机床噪声测量标准不管机床的种     

国外机床噪声工作综述

近些年来,国外许多高等学校和研究部门在机床噪声的研究方面给予了很大的注意,而且取得了显著效果。欧洲机床工业合作委员会提出的噪声测量标准中规定,通用机床的噪声不得大于 85 dB(A),但实际上,各企业的机床产品噪声基本上控制在 80 dB(A)左右。近来欧洲某些企业已开始提出机床噪声验收标准应规定为 75 dB(A)的要求[1]。这是非常值得注意的趋向。目前,各国在机床噪声方面的研究内容相当广泛,即包括噪声的产生、传播与发射的机理,也包括噪声源的分析方法和各种降低噪声的措施。现将国外在这些方面的情况介绍如下。 一、机械噪声的产生、…     

利用ANSYS模态分析的组合式圆振动筛降噪研究

针对组合式圆振动筛的降噪问题,提出了利用ANSYS软件的模态分析与噪声测量试验相结合的分析方法,找出模态频率与噪声源之间的联系,进而采取降低振动筛噪声的相应措施。通过模态分析预测筛体的模态频率分布和各阶振型形态,分析可知,振动筛的模态频率远离工作频率,不会因共振而产生强烈噪声。筛体4阶以上的振型都做高频振动,其频率远远高于工作频率,筛体零/部件的高频弹性振动是产生噪声的根本原因。通过振动筛噪声测量试验,分析噪声的幅频特性和功率谱,噪声具有明显的中低频特性,这些噪声多数由筛体零/部件的高频弹性振动引起。分析振动筛的模态频率、振型和噪声频谱,找出噪声产生的根源,提出通过减小筛体零/部件的高频弹性振动的振幅来降低振动筛噪声的措施。     

基于模态分析法的车身NVH结构灵敏度分析

以某SUV车为例,建立了车身及乘客室声腔的有限元模型。采用模态分析法,根据轿车车身结构和乘客室的声固耦合效应,通过模态分析得到车身结构和室内声腔的各阶耦合振动模式,通过声压响应分析得到车内噪声级别,通过结构灵敏度分析识别出车内噪声的主要来源。针对噪声源提出的改进措施有效降低了车内噪声。     

基于机床运动模型的走刀步长计算方法

为提高五坐标数控加工刀具轨迹生成的精度和切削效率,通过特定机床结构运动建模,对自由曲面刀具轨迹规划中的走刀步长计算方法进行研究。针对刀具摆动与工作台转动类型的非正交结构五坐标机床,在建立机床运动传递关系的基础上,实现任意刀轴方位的机床各轴运动坐标分解,构建机床运动模型。基于此,分析切削误差产生机理,推导出非正交结构的机床实际运动误差估计公式。利用切削误差对比关系,迭代计算满足精度要求的最大走刀步长。算例表明,在相同的允许误差条件下,本文算法较之传统变步长方法,最大误差降低了37.01%,而平均步长相对于等步长方法,增加了8.91%,说明基于机床运动模型的走刀步长计算方法能够有效控制切削误差,并提高自由曲面五坐标加工的刀具轨迹质量。     

数控机床主轴部件动态优化设计

在对某型数控车床进行空运转、切削及模态试验的基础上，确定了机床主轴部件动刚度薄弱是引起机床切削的结构颤振方面的原因。据此，建立了机床主轴部件的有限元动力学模型，并对主轴部件进行了静、动特性的计算和动态优化设计。     

机床噪声运算

噪声是机床产品的一个重要质量指标,它直接影响着操作工人的身体健康和机床产品在国际市场上的竞争能力。机械工业部制订了JB2281-78《机床噪声测量方法》标准,机床行业各工厂一般都制订了相应的厂内验收标准。 机床噪声源一般不只是一个,在有多个噪声源又无足够分析仪器的情况     

工程机械机外噪声声源分析及降噪处理

某型全液压抓料机的机外噪声较大,需确定其噪声源并进行降噪处理.分别测量机外前、后、左、右4个方位噪声的声压信号并进行频谱分析,采用多方位噪声信号分析、机器工作特性和机器结构布置相结合的方法判断噪声源.结果表明,机外噪声主要由风机运转噪声和发动机排气噪声组成.根据两噪声源各自的频率特性及机器的结构布置特点,采用微穿孔板共振吸声结构作为降噪措施,分别设计并安装了消声器和隔声罩,抓料机外噪声下降了5.8 dB,达到了欧洲最新噪声限制标准的要求.     

金属切削机床的布局结构分析

由于对金属切削机床的质量提高了要求,促使必须寻求改善其布局的各种途径。最近出现了研制“加工中心”机床(数控自动换刀机床)的趋势。因此,选择这类机床最佳布局的问题就成了迫切需要解决的任务。在为布局的分析和综合确定了足够通用的方法和制定出最佳判据后,这个任务是可以解决的。 具有特殊意义的是布局结构的定式化,它应反映出工艺任务[1],待加工表面的形成方法和机床的传动结构。机床的传动结构决定了刀具和坯件的成形运动和辅助运动的组成和特点,它是建立布局的基础[2]。 机床的布局有积木式的,它由一个固定积木块和几个分别有直线…     

基于模态分解的下位玻璃关门异响试验分析

针对某车型的车门在下位玻璃状态下存在的关门异响问题,以工作变形分析为基础,提出了一种基于工作变形模态分解的关门异响振动噪声源识别方法。首先,对关门声信号进行短时傅里叶变换时频分析,判定出关门声存在二次冲击现象,且噪声能量主要分布在低频辐射噪声部分;其次,采用工作变形试验识别出车门工作变形主要频率及振型,通过车门半约束模态试验获取车门模态频率及振型;最后,依据车门模态特性对工作变形进行模态分解,判定出异响振动噪声源。利用此方法对某车门进行试验分析,成功识别出该车型关门过程中的异响振动噪声源。试验结果显示,改进后关门二次冲击现象消失,关门异响得到有效改善,验证了该异响识别方法的有效性。     

用普通仪器测试降低机床噪声

降低机床噪声的关键,在于准确地找出噪声源, 我们使用了普通声级计(分贝仪)对机床关键部件和抽 样整机作噪声测试。通过对测试结果的分析,找出噪声源,弄清噪声源产生的原因,而后对症下药,使我厂机床噪声下降了4.5分贝。 一、关键部件的测试 对选定的关键部伴的测试很重要,它往往是降低机床噪声的起步。首先应制定测试方案,如制订主轴箱测试方案时应考虑从低速到高速,正反车逐挡进行测量;并试验在不同润滑、防护等各种条件下对噪声的影响。同时,应该对传动系统中传动链长短(主要是经过传动的齿轮、轴承的多少)进行分析。一般就能找到产生噪声…     

某工程机械的减振降噪研究

针对某工程机械存在振动和噪声突出的问题，结合实验测试和仿真模拟，对其减振和降噪性能进行分析与优化。通过分析振动加速度频谱探究振动过大的原因，并利用模态分析实现故障再现，据此对机械结构进行优化设计及试验验证；通过对机械的现场测试和耳旁噪声源分析，探究噪声过高的原因，并据此对不同噪声源提出优化方案，进行对应的仿真和试验验证。结果表明：振动放大问题是由于驾驶室底板与发动机的激振频率发生共振所致，通过结构优化规避了这一现象，优化后的振动传递率已满足要求；对于噪声过高问题，通过针对性的噪声源分析及优化降低了操纵室内噪声，使该工程机械的舒适性得到了明显改善。     

运动噪声源的时域传递路径模型及贡献率分析

运动物体声源贡献率的识别是有效降低其噪声的关键。针对车辆加速行驶过程中,噪声源随车运动、位置和速度实时动态变化的特性,提出一种新的运动声源的时域传递路径识别方法。利用脉冲响应函数代替常用的传递函数对系统的时变特性进行分析和研究,根据车辆的动态位置和速度,采用非线性时间变换的方法消除信号在传播过程中的多普勒效应对响应信号的影响。建立时域识别理论公式,通过标准声源试验,比较时域识别、频率识别精度,并详细分析实际客车加速行驶噪声源识别效果。通过标准声源试验及实际应用结果说明,时域传递路径分析法较频率分析法具有较高的分析精度和更高的计算效率。     

基于模态柔度和能量分布的机床动态优化设计

使机床切削点动柔度最大值在整个工作频率范围内最小,是机床实现无颤振稳定切削和高精度切削加工的要求,也是对其进行动态优化设计所应达到的目标。基于模态柔度和能量分布的机床结构动态优化设计原理,实现了一种以降低切削点交叉动柔度值为目标的优化方法。该方法利用切削点交叉动柔度与模态柔度的关系,首先寻找薄弱模态,再分析薄弱模态上各部件和环节的能量分布,确定该模态上的薄弱环节,然后在一定的约束条件下,改进这些环节的设计参数,从而实现优化目标。以某型万能工具铣床为例,在整机建模分析计算的基础上,阐述了该优化方法的具体应用。通过模态柔度和能量分布计算,判明该机床的薄弱环节是横梁-水平主轴体系统,针对薄弱环节设计参数的改进实现其质量和刚度的优化,优化后的静柔度和模态柔度都有较大的降低,而固有频率则相应提高,切削点动柔度的最大值降低近18%。并在此基础上进行结构改进设计,改进前后机床的谐响应分析和切削试验对比结果表明优化方法有效地改善了机床的动态性能,再生颤振稳定性得到大幅提高。