大功率船用齿轮箱耦合非线性动态特性分析及噪声预估.PDFVIP

振　动　与　冲　击 第 28 卷第 4 期 JOURNAL OF V IBRATION AND SHOCK Vol. 28 No. 4 2009　 大功率船用齿轮箱耦合非线性动态特性分析及噪声预估 1, 2 1 1 1 陆 　波 , 朱才朝 , 宋朝省 , 王海霞 ( 1. 重庆大学 机械传动国家重点实验室 , 重庆 　400044; 2. 西南科技大学 制造科学与工程学院 , 绵阳 　621010) 　　摘 　要 : 对某大型船用齿轮箱的动态特性进行分析 ,将系统分为传动子系统和结构子系统 ,通过支撑轴承把两个 子系统耦合起来 ,建立齿轮 - 轴 - 轴承 - 箱体耦合系统三维有限元模型。在研究斜齿轮接触线变化规律基础上 ,提出了 一种计算斜齿轮时变刚度的方法。在考虑传动子系统内部激励和外部激励的影响下 ,对系统动态特性进行了数值仿真 , 得出了结构子系统各点的振动位移、速度等动态评价指标 , 以及系统的结构预估噪声,为船用齿轮箱系统动态性能优化提 供了理论依据。 关键词 : 船用齿轮箱 ;耦合振动 ; 固有特性;动态响应 ;噪声预估 中图分类号: TH113. 1　　　文献标识码 : A 　　大功率船用齿轮箱装置是船舶轮机系统的重要设 库 备之一 ,其结构复杂 ,精度要求很高 ,且处于重载的运 行条件下 , 综合技术指标远远高于其它船用齿轮箱。 例 重载齿轮在传动过程中产生较大的振动、噪声和动载 荷 ,有可能导致系统某些环节的失灵或损坏 ,甚至会导 致齿轮系统本身的破坏和故障等。因此 ,开展船用大案 功率齿轮箱动态特性分析、控制齿轮箱系统的振动与 E 噪声 ,实现船用齿轮系统的动态设计己成为重要的研 A 究课题。 C 目前关于齿轮箱系统的研究主要集中在齿轮 —转 子系统动态特性以及齿轮箱体优化减重分析 ,而通过 模 轴承连接把齿轮 - 转子系统和箱体系统作为一个整体 进行研究涉及较少 [ 1 - 5 ] 。论文系统研究了齿轮传动内 　　1. 顺车离合器齿轮 　2. 顺车离合器外壳齿轮 　3. 顺 部激励和外部激励 ,建立了具有多级齿轮传动的大型 凯 车齿轮 　4. 输出齿轮 　5. 倒车齿轮 　6. 倒车离合器外壳 船用齿轮箱的齿轮 —轴承 —转子 —箱体系统耦合非线 O 齿轮 　7. 输入齿轮 　8. 顺车部件 　9. 倒车部件 　10. 输 性动力学模型 ,对其动态特性进行了仿真 ,并对结构噪 入、输出部件 Tin . 输入扭矩 Tout. 输出扭矩 gi. 滚动轴承代 声进行了预估 ,为船用齿轮动态特性优化提供了理论 E M 号 i代表轴承编号, i = 1, 2, …, 9 hi. 滑动轴承代号 i代表轴 依据。 A 承编号 i = 1, 2 图 1　传动系统简图 1　大功率船用齿轮箱基本结构及传动原理 C 　　大功率船用齿轮箱具有倒顺、离合、减速和承受螺 表 1　大功率船用齿轮箱传动参数 旋桨推力的功能 ,与主机配套 ,组成船用动力机组。其