电动叉车主减速器齿轮传动振动分析与试验研究

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电动叉车主减速器中齿轮传动的振动会引起传动系统各连接件的振动进而产生声辐射引起噪声,这些振动噪声在电动叉车作业的过程中危害比较大,主要表现有:破坏各连接处的结构强度;破坏电子仪表降低其测量精度和控制灵敏度。工作环境噪声污染还会使操作者注意力减弱、容易感到疲劳,甚至会出现误动作,导致生产事故的发生。随着现代科技的进步和人民生活水平的提高,人们对工作环境的要求也越来越苛刻。因此,降低电动叉车主减速器齿轮传动的振动噪声的研究是非常必要的。本文以某厂所生产的电动叉车主减速器输入级变位斜齿轮副为研究对象,对该齿轮副传动振动噪声问题进行了研究,提出了通过改变齿轮变位系数的方法来降低齿轮传动的振动噪声,并将其与该厂之前所采用的齿廓修形方法进行了理论与实践的对比分析,验证了改变变位系数方法对于降低齿轮传动振动噪声的有效性和可行性。本文所完成的主要工作如下:  1.研究了变位斜齿轮的精确建模方法,完成了齿轮副的三维建模及虚拟装配。根据变位斜齿轮的齿面方程及相应约束条件,通过 MATLAB软件编程得到了变位斜齿轮齿面点坐标值文件;将其导入UG NX8.0软件中,建立了变位斜齿轮副三维模型并进行了虚拟装配。  2.运用有限元接触动态分析法,分析了齿轮轮齿在一个啮合周期内的接触应力、应变变化情况,得出了引起齿轮传动振动的主要内部激励因素。将装配好的齿轮副模型导入ANSYS Workbench14.5中进行了有限元接触动态分析,得到的分析结果为降低齿轮传动振动噪声方法的提出提供了理论依据。  3.根据所得的有限元分析结果,提出并详细分析了通过改变齿轮副变位系数降低齿轮振动噪声的方法。基于最小修形量和等滑差率理论,设计出了改变变位系数的齿轮副,并进行了有限元接触动态分析。然后对该厂之前采用的齿廓修形方法进行了介绍,对修形齿轮副进行了有限元接触动态分析。最后对原齿轮副、改变变位系数齿轮副、修形齿轮副的有限元分析结果进行了对比研究,验证了本文所提出的方法在理论上的有效性和正确性。  4.对分别用原齿轮副、改变变位系数齿轮副、修形齿轮副所装配的相同减速器进行了振动噪声对比试验。试验结果表明:虽略不及齿轮修形方法,但改变变位系数方法对于降低齿轮传动振动噪声也是非常有效的,达到了该厂的生产要求。对于企业的生产实践而言,相比于齿轮修形方法,采用改变齿轮副变位系数的方法其齿轮加工过程简便,有利于提高生产效率、降低生产成本、提高生产利润。本文的研究内容,为企业的生产实践提供了有价值的参考。
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