装载机是一种铲土运输机械类设备,广泛应用于高速公路、水利水电、港口和矿山等建设工程。装载机在实际运行时,工作环境恶劣,且作业工况复杂多变,传动系统冲击振动明显。变速器作为装载机传动系统的核心部件,其振动特性及噪声大小将直接影响驾驶员的操作舒适度。随着人们环保意识的增强,我国对工程机械噪声限制值进行进一步的修订,装载机迎来了减振降噪的重大挑战。因此,开展装载机变速器振动特性及辐射噪声的研究,对装载机减振降噪设计具有重要的指导意义和工程应用价值。本文以装载机变速器为研究对象,开展齿轮传动系统内外部动态激励分析,振动特性仿真、辐射噪声预估与试验研究。本文的主要研究工作如下:(1)基于变速器齿轮系统动力传递路径,对四冲程单缸、六缸发动机输出转矩激励进行模拟;建立变矩器纯扭转动力学模型,根据原始特性曲线,拟合得到其等效刚度和阻尼;利用ANSYS软件导出变速泵困油面积,分析困油压力激励。(2)通过啮合齿轮副静力接触有限元分析,获得齿轮副单齿刚度和综合刚度;在ROMAX中建立变速器齿轮系统模型,求解轴承支承刚度。综合考虑齿轮副时变啮合刚度、静态传递误差、轴承支承刚度,以及发动机、变矩器等内外部激励,采用集中参数法建立装载机变速器齿轮系统弯-扭耦合动力学模型。采用龙格库塔法进行数学求解,分析了齿轮系统动态响应和各级齿轮副动态啮合力时频特性。(3)借助ANSYS软件,综合考虑变矩器、变速器、变速泵等部件建立变速器有限元分析模型,运用模态叠加法求得齿轮系统振动响应;利用变速器综合性能试验台架进行振动测试,通过测试与仿真结果对比分析,验证了振动响应分析方法的正确性。(4)以变速器壳体表面节点振动位移频域值作为边界条件,建立变速器壳体声学计算模型,采用直接边界元法求解壳体表面声压和场点声压;在半消音室内对变速器进行空气噪声试验,并将实测与仿真结果进行对比分析,验证了变速器声学计算模型的正确性。