某型汽车变速箱的振动噪声分析

针对某型新能源车用两挡变速箱的振动噪声问题,通过NVH试验、理论计算、仿真分析相结合的方法分析引起振动噪声的根源。首先,基于整车NVH主观评价的结果,通过NVH试验采集变速箱振动信号并进行数据处理分析;其次,通过计算变速箱各齿轮副啮合频率及特征阶次,判断各阶噪声的产生位置;最后,使用ANSYS WORKBENCH软件对变速箱壳体进行模态分析进而得出前20阶固有频率,结合试验数据及啮合频率判断产生各阶噪声的共振频率点。基于对变速箱振动噪声的分析,为下一步制定整改措施提供了必要条件。     

功率分流式混合动力变速器箱体动态特性分析

功率分流式混合动力变速箱内的各齿轮啮合和电机产生的振动噪声是影响整车性能的重要指标,而箱体是变速器的主要噪声辐射件,对箱体进行模态分析有利于对箱体的进一步优化。运用Ansys对某混合动力变速器箱体进行模态分析,得到箱体的固有频率。通过模态试验验证有限元模型的正确性和可靠性。同时给出了理论计算出的前轮固定转速对应的各啮合齿轮的啮合频率,并对箱体在某些恒定车速下的振动情况进行试验,试验表明在一些常用的纯电动工况下,齿轮的啮合频率确实与箱体的固有频率避开,为箱体的前期开发和后期优化提供了依据。     

某轻卡变速箱耦合系统的动态特性研究

以某轻卡变速箱为研究对象,采用Workbench软件对变速箱耦合系统进行了有限元模态分析,获得了变速箱的模态频率及对应模态振型,并通过理论计算发动机激振频率、各挡齿轮啮合频率、输入轴及输出轴转频,证明了发动机与变速箱不会发生耦合振动现象;同时,有几组频率可能激发变速箱耦合系统发生共振现象,为变速箱耦合系统动态响应分析及故障诊断提供理论依据。     

某变速箱某挡位噪声源定位的试验分析

本文通过对某变速箱某挡位发出的噪声进行噪声振动试验研究和分析,在振动噪声特性分析的基础上,依据振动与噪声发生的机理,比照振动噪声谱与齿轮啮合频率的对应关系,辨析该挡位噪声产生的原因和传递路径,为降低噪声提供设计改进的依据。     

变速箱车载动态测试数据分析

计算分析变速箱壳体的强度,仅仅利用静力学分析和静扭试验已经不能满足,必要时需要进行振动特性分析。本项目利用三向加速度传感器采集信号,采用时域和频域三维功率谱密度分析方法,得出变速箱的振动特性。利用锤击试验获得变速箱的约束模态,通过分析得出变速箱壳体开裂的原因。     

重型车变速箱的噪声源分析及控制

为了对某重型车变速箱噪声导致的整车车外加速噪声超标问题进行控制,通过对该车变速箱关键部位的噪声和振动进行测试与分析,发现了该车变速箱副箱齿轮啮合发射峰值噪声,其主要频率成分与整车车外加速测点噪声峰值频率相同。针对变速箱副箱齿轮啮合噪声偏大问题,对副箱齿轮采用斜齿改造,实现整车车外加速噪声降低3.9 dB(A),使整车车外加速噪声值达到国标限值以下,为对整车降噪和变速箱故障诊断提供了一种切实可行的依据。     

液力变速箱噪声源识别研究

液力变速箱是大吨位内燃叉车的重要动力传递机构,其噪声性能是国产大吨位内燃叉车产品质量的主要因素之一。为查出液力变速箱的主要噪声源,设计和搭建液力变速箱试验台,利用阶比跟踪分析技术,在试验台上对液力变速箱不同工况下的振动噪声信号进行采集,运用亿恒分析软件和编制好的阶比跟踪谱、三维转速谱阵程序对液力变速箱的振动、噪声信号进行分析。得出噪声源是全速前进二挡时候,齿轮Z9引起的1463．38Hz峰值噪声与液力变速箱固有频率1500Hz的峰值噪声产生峰值叠加,造成噪声过大。     

基于PSD的某轻卡汽车变速箱振动噪声特性分析

针对某轻卡变速箱的工作特点,对该变速箱的空挡、5个前进挡和1个倒挡的升速过程、稳态运行以及降速过程进行振动与噪声测试,并对振动信号进行时域和频域分析。分析结果对于了解齿轮变速箱的振动与噪声特性以及基于振动和噪声信号的齿轮箱质量评价具有重要意义,并且为以减振降噪为目的的齿轮箱结构动力学优化设计,准备了基础数据及分析方法。     

基于DASP的变速箱壳体振动模态试验与分析

通过进行变速箱壳体振动模态试验,客观地分析了变速箱壳体的振动状态。采用DASP(Data AcquisitionSignal Processing)软件对HW25505TCL型铝合金变速箱壳体进行振动模态试验。利用特征系统实现(ERA)法进行模态参数辨识,并与复频域最小二乘法(PloyLSCF)法对比,得到可靠的1~4阶频率和阻尼,并由此进行振型分析。采用振型相关矩阵进行模态验证,通过与计算模态比较,证明两者的有效性和可靠性。将DASP应用变速箱壳体振动模态试验,不仅获得变速箱壳体高阶频率、阻尼及振型,还可解决类似壳体的振动问题,为进一步改进变速箱壳体的结构特性以及基于模态分析的变速箱壳体故障诊断等提供了理论依据。     

东方红-754/804/904型拖拉机变速器结构及故障分析(1)

东方红-754/804/904型(上海纽荷兰-804/TD85D型同)拉机变速器与分动器构造 东方红-754/804/904型拖拉机变速器,由主变速箱和副变速箱组成,共有1 2个前进挡和4个倒退挡,主变速箱、和副变速箱如图1-1所示.变速箱由壳体(传动箱体)、主动轴、从动轴、驱动轴(副变速箱主动轴)、小锥齿轮轴、倒挡轴以及各支承轴承、各挡齿轮和换挡机构等组成.主变速箱设置有4挡,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ挡,采用斜齿常啮合式结构,即有4对常啮合齿轮都是斜齿轮.在所有的换挡齿轮上装有换挡啮合套,即Ⅰ、Ⅱ挡之间和Ⅲ、Ⅳ挡之间装有换挡啮合套.副变速箱采用普通齿轮,设有3个(高、中、低)前进挡和一个倒退挡,所有啮合齿轮都是直齿轮.中、倒挡之间装有滑动接合齿轮,高、低挡之间装有换挡啮合套.     

弧齿锥齿轮箱动态特性分析及辐射噪声预估

以升船机同步系统用弧齿锥齿轮箱为研究对象,综合考虑锥齿轮副刚度激励、误差激励和啮合冲击激励等内部动态激励,建立了包含弧齿锥齿轮副、传动轴、轴承和箱体等的齿轮系统动力有限元模型,采用ANSYS对齿轮系统进行动态响应分析,得到齿轮箱的振动位移、振动速度及振动加速度;以箱体表面节点振动位移为边界激励条件,在SYSNOISE中建立箱体声学边界元模型,采用直接边界元法进行辐射噪声预估,得出箱体表面的声压云图及场点的辐射噪声。结果表明:齿轮箱动态响应及辐射噪声的峰值频率均出现在啮合频率及其倍频处。     

齿轮箱系统动力响应分析及其噪声预测

齿轮箱系统的动力学特性对齿轮箱的工作性能、寿命、振动和噪声有着决定性的作用。为了更好地了解和掌握系统的动力学特性,首先采用ADAMS软件提取了齿轮副间的动态啮合力作为齿轮箱动力响应的激振源;再利用ANSYS Workbench软件对齿轮箱系统进行了谐响应分析,得到了动力响应曲线;最后对所得的动力响应曲线进行了1/3倍频处理以得到齿轮箱系统的噪声预估。仿真结果表明,采用该方法可获得较为理想的动力响应特性,可为齿轮箱设计改造、减小振动噪声提供参考依据。     

A hybrid fault diagnosis method based on second generation wavelet de-noising and local mean decomposition for rotating machinery

In order to extract fault features of large-scale power equipment from strong background noise, a hybrid fault diagnosis method based on the second generation wavelet de-noising (SGWD) and the local mean decomposition (LMD) is proposed in this paper. In this method, a de-noising algorithm of second generation wavelet transform (SGWT) using neighboring coefficients was employed as the pretreatment to remove noise in rotating machinery vibration signals by virtue of its good effect in enhancing the signal–noise ratio (SNR). Then, the LMD method is used to decompose the de-noised signals into several product functions (PFs). The PF corresponding to the faulty feature signal is selected according to the correlation coefficients criterion. Finally, the frequency spectrum is analyzed by applying the FFT to the selected PF. The proposed method is applied to analyze the vibration signals collected from an experimental gearbox and a real locomotive rolling bearing. The results demonstrate that the proposed method has better performances such as high SNR and fast convergence speed than the normal LMD method.     

基于谱分析与相干分析的液力变速箱噪声源识别研究

通过噪声、振动自功率谱分析和相干函数分析技术，应用杭州亿恒公司的8通道动态信号测试分析系统，对一台内燃叉车的液力变速箱进行了噪声振动分析，从而得出了该台变速箱产生噪声的主要原因在于Z6-Z7齿轮轴的啮合激励。     

基于自适应时变滤波阶比跟踪的齿轮箱故障诊断

针对多输入多输出齿轮箱传动系统和齿轮箱集群的振动信号中各啮合频率阶次相互干扰,从而导致故障诊断困难的问题,研究提出一种基于自适应时变滤波阶比跟踪的齿轮箱故障诊断方法。该方法利用基于多尺度线调频基稀疏信号分解提取各对传动齿轮的啮合频率,以各啮合频率为中心频率,对应转频的倍频为滤波带宽分别设计自适应时变滤波器对信号进行滤波,逐个提取振动信号中的啮合频率调制分量,再分别对提取的啮合频率调制分量单独进行阶比分析,有效地抑制其他无关联轴上齿轮啮合振动信号和其他非阶比噪声信号对阶比谱的影响,较好地解决阶比信号相互干扰的问题,提高阶比谱的调制识别效果,为多输入多输出齿轮箱系统和齿轮箱集群的故障诊断提供一条有效途径。仿真算例和应用实例说明方法的有效性。     

基于LMD的包络谱特征值在齿轮箱故障诊断中的应用研究

针对齿轮箱故障振动信号大多是多分量的调幅-调频信号,而传统包络分析法又太依赖经验值选取参数的问题,对齿轮箱振动信号的分解方法、包络分析方法以及提取特征值等方面进行了研究,提出了一种基于局部均值分解(local mean de-composition,LMD)的包络谱特征值的方法。该方法首先利用局部均值分解对齿轮箱信号进行了处理,获得了包含有不同频率特征的PF(product function)分量,最后对包含有主要故障信息的第一级PF分量进行了包络分析,提取了包络谱的特征频率,以此来判别齿轮箱的工作状态和故障类型。利用齿轮箱正常状态、局部损伤、磨损故障3种齿轮箱振动信号的实例进行了验证。研究结果表明,利用LMD分解后求取包络谱特征频率的方法能够较为准确地判别齿轮箱的工作状态和故障类型。     

风电齿轮箱振动信号耦合调制建模与应用

风电齿轮箱不同轮系间存在的耦合调制现象干扰了实际故障诊断,为此,针对两级行星一级平行结构的齿轮箱提出一 种考虑级间耦合调制的现象学模型。 首先,在风电齿轮箱振动信号幅值、频率解调分析基础上,定义了多级传动下的级间串联 调制特性,并提出幅值-频率级间串联调制模型;通过构造多级调幅信号和调频信号,在频谱和解调谱中对串联调制特性进行 仿真分析,并提出耦合调制特性边带能量指标用于模型评价;设计了与现场齿轮箱具有相同结构的缩比齿轮箱实验台,并在正 常与故障状态下进行实验、现场联合分析,验证级间串联调制模型的有效性。 结果表明:频率耦合调制现象在四种状态下尤为 明显,其耦合调制特性边带能量分别为 1. 02、1. 04、1. 18、1. 25。 本模型所反映的齿轮箱级间耦合调制现象是齿轮箱本身所有, 不会因齿轮箱的状态而发生改变,本模型为提高风电齿轮箱故障诊断准确性提供参考。     

基于振动信号的齿轮箱故障诊断

主齿轮箱是某船重要动力设备,需要对其进行经常性监测。测量了某船1#和2#主齿轮箱的振动加速度信号,比较了两齿轮箱振动信号的时间历程曲线和频谱,发现2#齿轮箱频谱最大幅值约为1#齿轮箱的2.5倍,而且该谱值对应的频率接近于啮合频率。在啮合频率附近对所测信号进行了带通滤波,对滤波后的窄带信号进行了Hilbert变换,得到了该窄带信号的包络。两齿轮箱的包络信号差异明显,1#齿轮箱包络信号的频谱频率成分丰富,而2#齿轮箱包络信号的频谱具有突出的单一频率成分。结果表明2#齿轮箱存在轻微的故障。而油液分析的结果也表明,2#齿轮箱的磨损大于1#齿轮箱,说明了采用的振动分析方法的合理性。     

基于S变换谱核密度估计的齿轮故障诊断

针对齿轮在故障损伤状态下的振动信号,提出一种基于S变换谱二维核密度估计的冲击特征提取方法,以实现齿轮的故障诊断。该方法首先对包含冲击特征的振动信号进行S变换;然后将S变换谱乘以一个系数后圆整,得到一个整数矩阵;最后以S变换谱的时间和频率构成一个二维随机变量,以整数矩阵中的元素值作为二维随机变量各个采样样本的个数,对二维随机变量进行核密度估计,并最终得到一个二维核密度函数。该核密度函数相当于由S变换谱经过一次平滑去噪的过程获得,其中的噪声得到了有效的抑制,而冲击特征则得到了加强与突显。仿真振动信号和齿轮箱故障振动信号的分析结果表明,该方法能够有效地强化并提取出振动信号中周期性的冲击特征,从而实现齿轮箱相关故障的诊断。     

奇异值分解技术在齿轮箱故障诊断中的应用

首先利用伪相图确定齿轮箱振动信号的基本周期,并在此基础上对原始信号进行时域平均降噪处理。然后应用奇异值分解技术提取各齿轮轴的振支信号分量,再对此振动信号分量作进一步的时、频域分析,给出了描述齿轮轴振动信号分量变化的定量指标。最后结合实例说明这种方法对诊断齿轮箱故障是比较有效的。