智能扫地机滚刷齿轮箱的振动特性仿真分析及试验研究
Simulation Analysis and Experimental Research on Vibration Characteristic of Roller Brush Gearbox of Intelligent Sweeper
- 机械传动 2021年45卷第8期 页码：124-129
- 作者机构：
1.河南科技大学 机电工程学院， 河南 洛阳 471003
2.东莞市星火齿轮有限公司， 广东 东莞 523723
- 作者简介：
李静（1996— ），男，河南南阳人，硕士研究生；主要研究方向为小模数塑料齿轮箱的优化设计及减振降噪。
杨宏斌（1966— ），男，河南洛阳人，博士，教授；主要研究方向为弧齿锥齿轮设计、加工与仿真。
- 基金信息：国家自然科学基金(51575161)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2021.08.018
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李静,杨宏斌,任继华等.智能扫地机滚刷齿轮箱的振动特性仿真分析及试验研究[J].机械传动,2021,45(08):124-129.
Li Jing,Yang Hongbin,Ren Jihua,et al.Simulation Analysis and Experimental Research on Vibration Characteristic of Roller Brush Gearbox of Intelligent Sweeper[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(08):124-129.
李静,杨宏斌,任继华等.智能扫地机滚刷齿轮箱的振动特性仿真分析及试验研究[J].机械传动,2021,45(08):124-129. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.08.018.
Li Jing,Yang Hongbin,Ren Jihua,et al.Simulation Analysis and Experimental Research on Vibration Characteristic of Roller Brush Gearbox of Intelligent Sweeper[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(08):124-129. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.08.018.
摘要
针对某款扫地机齿轮箱噪声过大的问题，在多体动力学软件RecurDyn中建立齿轮箱动力学模型，得到稳态工况下齿轮副的动态啮合力，分析了啮合力对箱体振动的影响；利用Ansys对箱体进行模态和动态响应分析，显示振动响应峰值主要集中在齿轮啮合频率的基频、倍频、2倍频处，激起了与齿轮副的共振噪声。为避开共振带，在不增加箱体空间的情况下提出优化齿轮几何参数和改进电动机装配处结构的方案，并对优化方案进行了噪声试验。结果表明，优化齿轮几何参数和对电动机装配处加筋的组合方案为最佳方案，整机噪声降低了约8.9 dB。研究对该类产品的优化设计和减振降噪具有一定的研究意义和参考价值。
Abstract
Aiming at the problem of excessive noise in the gearbox of a certain sweeper， a gearbox dynamics model is established in the multi-body dynamics software RecurDyn， the dynamic meshing force of the gear pair under steady-state conditions is obtained， and the effect of the meshing force on the box body is analyzed. By using the Ansys， the analysis of the modal and dynamic response of the box is carried out， it shows that the peak vibration response is mainly concentrated at the fundamental frequency， double frequency， and double frequency of the gear meshing frequency， which arouses the resonance noise with the gear pair. In order to avoid the resonance zone， a scheme for optimizing the geometric parameters of the gear and improving the structure of the motor assembly is proposed without increasing the box space， and the optimization scheme is tested for noise. The results show that the combination scheme of optimizing gear geometric parameters and reinforcing the motor assembly is the best scheme， and the noise of the whole machine is reduced by about 8.9 dB. It has certain research significance and reference value for the optimization design and vibration and noise reduction of this type of product.
关键词
扫地机齿轮箱动力学建模动态响应优化设计噪声试验
Keywords
Sweeper gearboxDynamics modelingDynamic responseOptimization designNoise experimental
references
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