柴油发动机空压机齿轮系噪音分析与优化

摘要

传动齿轮是柴油发动机的重要组成之一，齿轮在啮合传动过程中，不可避免的产生冲击振动和摩擦噪音。特别是空压机齿轮这种单缸曲柄连杆结构，本身的工作特性决定了它自身要承较大的载荷波动，导致其空压机齿轮系易产生较大的振动和噪音。因此，提高齿轮啮合的平稳性，对降低内燃机整体振动噪音，改善内燃机性能，具有重要的理论意义和工程价值。
　　本论文对CA4DC2-12E4机型空压机轮系齿轮传动链进行了噪音分析，通过将原有空压机齿轮结构改进设计成无侧隙齿轮、对轮系齿轮进行齿形齿向修形及提高齿轮加工精度等改善措施，达到空压机齿轮系减振降噪的目的。
　　针对柴油发动机空压机齿轮系的振动噪音分析与控制，本文主要进行的研究工作如下：
　　1）通过对发动机整机的噪音测试，确定了噪音高点的阶次，通过理论计算确定了空压机齿轮的阶次与该点阶次相同，判断其高点是由空压机齿轮引起的。
　　2）从空压机的工作原理、齿轮啮合刚度和齿轮传递误差等方面讨论了齿轮啮合的振动与噪音。通过将原有的空压机齿轮改进设计成无侧隙齿轮，利用高阻尼材料氟橡胶的弹力压缩空压机副齿轮与空压机中间齿轮的被动齿面无侧隙接触，达到了降低轮系振动噪音的目的。通过齿轮强度计算，确定了齿轮的最优齿宽比，降低了齿轮的加工成本。
　　3）通过对空压机轮系齿轮的齿形和齿向修形量的计算，得到了最佳修形量及修形位置，并通过发动机台架验证在0%负载工况下噪音降低1.9dB，在50%～100%负载工况下噪音降低约0.5dB，且消除了发动机异响。

目录

1 绪 论

1.1 课题来源及研究意义

1.2 课题研究现状及发展

1.3课题的研究内容

1.4本章小结

2空压机齿轮系噪音测试分析

2.1空压机噪音产生的机理

2.2噪音测试

2.3麦克风5点测试结果

2.4齿轮精度检测

2.5齿轮侧隙检测

2.6本章小结

3齿轮结构优化

3.1侧隙产生的原理

3.2无侧隙齿轮结构分析

3.3齿轮强度计算

3.4空压机无侧隙齿轮结构设计

3.5橡胶销的选择

3.6本章小结

4齿轮工艺优化

4.1原齿轮加工流程分析

4.2工艺流程改进

4.3 齿轮修形改进

4.4本章小结

5空压机齿轮结构及工艺优化对噪音的影响

5.1齿形精度改进结果

5.2齿面粗糙度的控制

5.3齿轮结构改进设计

5.4测试结果对比

5.5本章小结

6 总结与展望

6.1 工作总结

6.2工作展望

参考文献

致谢