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齿轮传动综合试验测试系统研制

作　者: 徐磊
导　师: 陈兵奎
学　校: 重庆大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 齿轮传动 性能测试 试验系统 结构设计分析 振动噪声
分类号: TH132.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


齿轮及齿轮传动装置作为机械设备中一种必不可少的连接和传递动力的通用零部件,在机械设备中得到了广泛的应用。由于高性能、高强度、高可靠性以及相对低成本的要求,近十几年来,在齿轮传动的理论分析方面,除了应用数学、力学、材料及设计理论的新成就外,另一个突出的进步就是试验技术受到重视和进一步发展。齿轮传动技术的进一步发展和存在问题的解决,在很大程度上依赖于先进试验技术的应用。本文基于齿轮传动性能指标及齿轮试验装置的种类,提出了一种齿轮传动综合性能试验测试系统,并研制功率开放试验台进行齿轮传动系统的传动效率、承载能力、温升、振动噪声等试验测试。论文的主要工作包括以下方面:①分析了开式试验台、机械封闭式试验台和电封闭式传动试验台的优缺点,讨论了齿轮及齿轮传动常见性能测试内容及测试原理,为齿轮传动试验系统的设计奠定基础。②提出了一种齿轮传动综合试验测试系统方案,开展了其功能实现及总体设计研究。根据预期测试对象传递的最大功率和最大扭矩,选择试验台的驱动装置和加载装置;并选择相应的测试仪器,搭建齿轮传动综合测试试验台。③根据试验系统的性能要求,进行试验测试系统的整体结构方案设计;并对试验台关键部件进行结构分析,从而使试验台的整体性能达到目标要求。④研究了齿轮传动系统振动噪声的产生机理及传递路径,从理论上分析齿轮传动装置振动信号的表现形式,为试验测试系统配置相应的振动噪声测试模块。⑤以振动噪声测试为例,利用B&K振动噪声测试系统平台,对某型号汽车变速器在不同工况下进行振动噪声测试;利用动态分析软件及频谱分析技术对测试数据进行分析,为齿轮传动振动噪声源提供试验识别依据。通过工程实际应用测试,验证在所研制的试验台上进行齿轮传动性能测试的可行性。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 绪论  9-17
  1.1 课题背景及意义  9-10
  1.2 国内外齿轮传动试验研究现状  10-12
  1.3 齿轮传动装置试验设备简介  12-15
    1.3.1 功率流开放式齿轮运转试验设备  13
    1.3.2 机械功率流封闭式齿轮运转试验设备  13-14
    1.3.3 电功率流封闭式齿轮运转试验设备  14-15
    1.3.4 标准FZG 试验机  15
  1.4 课题研究的主要内容  15-16
  1.5 本章小结  16-17
2 齿轮传动试验系统设计方案研究  17-31
  2.1 试验系统的基本功能及实现  17
  2.2 齿轮传动综合性能试验测试方法  17-20
    2.2.1 齿轮传动效率测试  17-18
    2.2.2 齿轮传动装置温升测试  18-19
    2.2.3 齿轮承载性能试验  19-20
  2.3 试验系统的工作原理及结构方案  20-24
    2.3.1 试验台的工作原理  20-21
    2.3.2 试验台的测试环境  21-23
    2.3.3 试验台的结构方案  23-24
  2.4 齿轮传动振动噪声测试方案  24-29
    2.4.1 齿轮传动振动噪声产生机理分析  24-27
    2.4.2 齿轮装置的箱体振动测试  27
    2.4.3 噪声的测试  27-29
  2.5 本章小结  29-31
3 齿轮传动试验系统总成设计  31-43
  3.1 试验台机械结构方案  31-32
  3.2 试验台测试仪器设备组成  32-37
    3.2.1 驱动方式的选择  32-33
    3.2.2 加载方案  33-34
    3.2.3 转速扭矩传感器  34-35
    3.2.4 振动噪声测试传感器  35-37
  3.3 振动噪声测试系统  37-38
  3.4 振动噪声测试系统功能模块  38-42
    3.4.1 频谱分析仪  38
    3.4.2 PULSE 多分析仪  38-41
    3.4.3 传统试验模态分析  41-42
    3.4.4 声功率测试模块  42
  3.5 本章小结  42-43
4 试验台台架结构设计分析及调试  43-57
  4.1 铸铁平板的选取  43-44
  4.2 传动轴的结构设计与分析  44-50
    4.2.1 碳纤维传动轴  44-46
    4.2.2 分段钢轴传动  46-50
  4.3 支撑轴承及轴承座的选取  50-51
  4.4 联轴器的选用  51-52
  4.5 台架支撑底座的结构设计与分析  52-54
  4.6 试验台台架对中安装  54-57
5 测试系统试验验证与分析  57-69
  5.1 试验对象及试验前的准备工作  57
    5.1.1 试验目的  57
    5.1.2 试验方法  57
  5.2 齿轮装置振动与噪声的标准建立方法  57-58
  5.3 试验过程与分析  58-68
    5.3.1 振动噪声信号的采集  58-60
    5.3.2 台架的振动测试  60
    5.3.3 变速箱箱体的振动测试  60-65
    5.3.4 变速箱的声功率级测试  65-68
  5.4 本章小结  68-69
6 结论与展望  69-71
  6.1 全文总结  69
  6.2 工作展望  69-71
致谢  71-73
参考文献  73-77
附录  77

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械零件及传动装置 > 机械传动机构 > 啮合传动 > 齿轮及齿轮传动
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