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《沈阳工业大学》 2018年
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大型风力机齿轮箱结构噪声特性分析

许敬成  
【摘要】:大型风力机服役在风沙、雨雪等极端环境中,承受瞬态、频变疲劳载荷,使得风力机主轴和增速箱等传动部件性能退化严重、甚至失效,必须采取措施保障其安全运行。运行状态监测与故障诊断技术成为目前提高风力机传动系统运行安全性的主要措施并广泛应用,但传统时频技术难以适应大型风力机的发展需要。因此,迫切需要研究新的传动系统运行状态监测与故障诊断方法,尤其需要针对早期故障的检测诊断方法。大型风力机结构噪声在不同运行状态下会呈现不同的声辐射性质,即可以“结构噪声利用”。因此,研究大型风力机传动系统典型运行状态下其结构噪声特性是非常必要的。本文以某大型风力机齿轮箱为研究对象,考虑齿轮箱运行过程中齿轮啮合产生波动,引起齿轮箱系统的整体振动及噪声辐射,对齿轮时变啮合刚度和误差激励进行计算。利用Solidworks软件建立风力机齿轮箱的实体模型,并导入ANYSYS中,划分网格并进行模态分析,得到风力机齿轮箱的固有频率和振型,并利用声学软件ACTRAN采用边界元法求解声固耦合系统的辐射声场。得到其声学特性。计算各面板声学贡献度,分析齿轮箱系统中各部分结构对齿轮箱噪声辐射的影响。通过计算得到,该风力机齿轮箱结构噪声的最大值发生在啮合频率1375Hz处。通过分析其各板面的声学贡献度,得出该齿轮箱结构噪声主要来源于上箱体侧板面,顶板和前后板。增加箱体结构刚度、使用斜齿轮代替直齿轮以及增加阻尼层都能够明显降低齿轮箱噪声辐射。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TH132.41;TM315

【参考文献】
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