德州学院汽车工程学院  兰正
 

 齿轮传动因传动效率高、传动寿命长、传动比精确而被广泛应用于航空航天、轨道交通、装备制造等领域[1]。随着人们对振动和噪声问题的重视，齿轮箱减振降噪优化设计势在必行。齿轮箱在运行过程中主要的振动和噪声来源是齿轮在啮合时产生的，主要通过三种路径传递到环境中。第一种路径是，啮合力和噪声通过齿轮、轴传递到齿轮箱箱体，在箱体上表现出声辐射和箱体振动；第二种路径是齿轮啮合噪声通过箱体内部的空气直接传递到箱体表面，在箱体上表现为较弱的振动噪声；第三种路径主要是通过齿轮箱的各种缝隙向环境中传播噪声。研究结果表明有90%以上的振动噪声来自第一种路径。因此，减小齿轮箱箱体上的振动及噪声量就能有效抑制整体振动噪声，所以齿轮箱减振降噪优化设计就是箱体的优化设计[2]。

 本文结合ANSYS分析法、振速法、噪声和模态固有频率分析法，计算箱体的振动和噪声辐射量大小，编写ANSYS程序对箱体的主要结构尺寸进行优化求解，在保证结构强度的前提下使箱体振动、噪声量最小。

 1 理论简介

 模态分析的具体工作方法是获取材料结构特征值和特征矢量，特征值就是要知道结构振动的一些基本振型对应的频率，在实际应用中，有时为了加强振动，应尽量接近基本频率，有时为了避免共振，应避开这些基本频率。基本频率是辨别结构变形快慢的参考，也是结构整体刚度的代表，如果结构的基本频率低，代表结构刚度很低；相反，如果频率很高，则代表结构刚度很高。振型的变化是材料在相应激振频率下的变形趋势，可以根据变形趋势改变其结构刚度[3]。