齿轮机构是在各种机构中应用最广泛的一种传动机构,被用于航空航天,大型重载设备,汽车等行业。随着工业4.0的到来和制造工艺的发展,对于齿轮传动系统的要求也朝着高速、重载、轻量化等方向平稳前进。但在传动系统负载增大,传递功率加大,结构质量减轻的同时,也伴随着结构振动加剧,齿轮磨损严重等一系列问题。因此开展齿轮的振动噪声分析及研究,对提升齿轮箱设计水平和运转平稳性具有重要的理论意义和工程价值。本文以传统单级直齿轮减速器为研究对象,进行直齿轮时变啮合刚度和传动误差计算、齿轮副内部激励模拟、轴承等效刚度计算、齿轮箱振动仿真及试验信号处理。本文主要研究内容如下:(1)针对直齿轮时变啮合刚度计算,采用三种求解方法:(1)ISO经验公式法,(2)改进势能法,(3)基于ROMAX软件的有限元计算法。综合考虑三种计算方法的计算时间和准确性,有限元计算结果更精确。(2)针对齿轮误差激励计算,采用二自由度齿轮简化模型,建立齿轮箱静力学模型,构建齿轮传递的运动方程,利用Matlab软件,通过有限差分法迭代计算求解齿轮副静态传动误差曲线。同时探求转速、扭矩等因素对静态传动误差的影响。结合上一章的刚度激励,求得直齿轮的内部激励。(3)通过APDL建立滚动轴承有限元模型,进行静力学分析,计算轴承径向刚度,由于轴承实际境况中刚度是周期变化的,因此需要近似以等效刚度弹簧替代轴承力与位移变化。(4)利用有限元软件构建齿轮系统模型,包括齿轮、轴承、齿轮箱体,基于一二章求解的齿轮内部激励,通过模态叠加法对齿轮箱进行振动仿真。基于振动实验平台,对齿轮箱进行振动测试,获得箱体表面测点的振动时域曲线,通过FFT变换做信号处理和场点声压1/3倍频处理,与仿真结果对比分析,验证仿真方法的准确性。