【摘 要】
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装载机是一种铲土运输机械类设备,工作环境恶劣,且作业工况复杂多变,传动系统冲击振动明显。变速箱作为装载机传动系统的核心部件,其振动特性将直接影响驾驶员的操作舒适度。随着人们环保意识的增强,我国对工程机械噪声限制值进行进一步的修订,装载机迎来了减振降噪的重大挑战。因此,开展装载机变速器振动特性的研究,对装载机减振降噪设计具有重要的指导意义和工程应用价值。本文针对装载机变速箱多级齿轮传动系统展开研究,
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装载机是一种铲土运输机械类设备,工作环境恶劣,且作业工况复杂多变,传动系统冲击振动明显。变速箱作为装载机传动系统的核心部件,其振动特性将直接影响驾驶员的操作舒适度。随着人们环保意识的增强,我国对工程机械噪声限制值进行进一步的修订,装载机迎来了减振降噪的重大挑战。因此,开展装载机变速器振动特性的研究,对装载机减振降噪设计具有重要的指导意义和工程应用价值。本文针对装载机变速箱多级齿轮传动系统展开研究,形成了非线性动力学建模、理论分析、试验研究和模型验证的理论研究体系。本文研究内容主要包括:（1）综合考虑齿轮副时变啮合刚度、啮合误差、齿侧间隙,采用集中参数法建立装载机变速箱各个档位的多级齿轮弯-扭耦合动力学模型。利用龙格库塔法进行数值求解,获得了系统的动态响应,结果表明了振动响应峰值主要出现在啮合频率处,动态啮合力峰值主要出现在啮合频率处以及倍频处;二档作为高速档,振动响应最大;误差幅值和啮合刚度的降低有利于降低系统振动响应;随转速增加,系统存在共振现象;随着载荷增大,输出齿轮副振动加速度均方根值增大,动载系数变化不大。（2）研究了激励频率、输入功率、支撑刚度、齿侧间隙、啮合阻尼对系统的动态特性影响规律。结果表明:激励频率对系统的动态特性影响复杂,内齿圈支撑刚度的增大,会使系统的响应从周期走向混沌;啮合阻尼和输入功率也对系统有很大的影响,啮合阻尼和输入功率较大时,会提高系统稳定性;适当的齿侧间隙,有助于提高系统的稳定性。（3）借助UG软件建立了变速箱传动系统的三维模型,导入ADAMS软件进行了动力学仿真分析,得到了各档位输出轴转速以及动态啮合力时频响应,并将啮合力均值与数值解进行对比,最大误差不超过5%,验证非线性动力学模型的正确性。（4）建立了装载机变速箱传动试验装置,进行了振动测试研究,得到了各个档位各工况下各个测点的振动加速度试验值,选取分析了典型工况下各测点的时域和频域响应,对比了试验与理论不同转速下的振动加速度均方根值,两者变化趋势相近。通过试验与ADAMS动力学仿真验证,进一步验证动力学模型数值法的正确性和高效性,为进一步齿轮动力学优化设计奠定理论基础。
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