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齿轮传动装置是船舶动力系统的关键设备,由于通过齿轮交替啮合传递功率从而不可避免会产生啮合振动,是船舶航行时振动噪声的主要影响因素之一。而船舶齿轮传动装置由于功率大,尺寸大,结构复杂,研制周期长,一旦在完成制造后出现振动、噪声问题,受到技术、进度等多方面因素制约,往往难以处理,因此对于船舶齿轮传动装置来说,与设计同步开展振动噪声预估显得尤为重要。开展齿轮箱的振动噪声预估,最重要的就是计算齿轮啮合激励,目前常用的计算方法难以兼顾效率与精度,与工程实际需求依然有一定差距。近年来计算啮合激励的FE Preprocessor法发展较快,能够兼顾效率与精度,本论文探索将该方法应用于齿轮箱的啮合激励计算,进而分析齿轮箱振动与噪声,并将计算结果与当前常用的切片法进行对比,结合试验验证探究其应用齿轮箱振动噪声预估的可行性。主要内容如下:(1)将FE Preprocessor方法应用于斜齿轮动态啮合激励求解,并与目前常用的切片法进行对比,两种方法的计算结果相近,但FE Preprocessor法更能反映载荷变化的影响。(2)创建用于振动、噪声计算的有限元模型,分析固有频率和模态振型,针对试验齿轮箱开展模态测试,并基于模态相关性理论修正有限元模型,通过修正将对角线MAC(Modal Assurance Criterion)值由原来的不足0.6提升至修正后的0.8以上,为振动响应计算和噪声预估奠定了基础。(3)分别将FE Preprocessor法和切片法计算得到的啮合激励施加到有限元模型上,通过模态叠加法计算箱体的响应,使用ATV(Acoustic Transfer Vector)方法计算箱体的辐射噪声。对比两种方法的计算结果可知,FE Preprocessor法计算得出的噪声略高于切片法,且加大载荷后,两种方法计算结果的偏差增大。(4)开展齿轮箱运行试验,测试齿轮箱的振动加速度和空气噪声,将测试数据与两种方法预估的振动、噪声结果进行比较,得出FE Preprocessor法的预估结果与测试数据更接近。低载荷工况下FE Preprocessor法的振动预测结果与测试结果的偏差较切片法小3.3%和3.7%,高载荷工况下偏差较切片法小5.2%和6.0%,噪声预估对比结果有类似结论。初步表明FE Preprocessor法能够减小计算偏差,提高计算精度,且载荷较大时计算精度提升更明显,具有一定的工程应用价值。