HW15710齿轮箱振动噪声测试分析报告

大齿HW15710/19710(铸铁壳体)变速器振动与噪声测试及信号分析报告

一、测试记录

1.1 概述

中北大学机械工程与自动化学院测控技术研究室，根据与中汽集团大齿公司的技术合作要求，于2009年10月20日在大齿生产车间，对HW18710型变速箱进行了振动与噪声测试。测试记录如表1所示。

1.2 测点的选取

测点的选取如下图1.2.1所示。测点（一）图表示第一组测试点布置；测点（二）表示第二组测试点布置图。每组包括4路加速度信号、一路声压信号以及一路输入轴转速信号。

图1.2.1测点布置简图

图1.2.2至图1.2.5显示的是测点布置及测试现场的照片。

图1.2.2 No1Set测点布置照片

图1.2.3 No1Set加速度传感器布置简图

图1.2.4 No2Set测点布置照片

其中，1号加速度计为参考测试点，两组相同，为固定的测试点。

1.3 测试系统

测试系统框图如图2所示。每组采集6路信号，包括4路振动加速度信号、一路声压信号和一路输入轴转速信号。

图1.3.1 测试系统框图

1.4 数据采集通道分配

数据采集系统通道分配情况如下表所示。

表1.4.2 数据采集通道分配

1.5 测试数据记录及保存

数据采样率：10000Hz；记录长度：2秒；输入轴转速1200rpm。

1.5.1 测点布置（一）数据记录

测点布置（一）MA TLAB数据记录保存于No1Set.m，原始数据记录如下表所示.

表1.5.1 测点（一）数据采集记录

1.5.2 测点布置（二）的数据记录

测点布置（二）的MATLAB数据记录保存于No2Set.m，原始数据记录如下表所示.

表1.5.2 测点（一）数据采集记录

升速过程MATLAB数据记录保存于shengsu.m，原始数据记录如下表所示

表1.5.3 升速过程数据采集记录

1.6 测试传感器的灵敏度

测试系统使用的传感器的灵敏度如下。

1. AW A5633型声级计，AW A14421型预极化测试电容传声器，标称灵敏度：40mV/Pa；频率范围：20Hz-8kHz；

2. 3YD34型加速度，计灵敏度0.01V/ms-2；量程：500 ms-2+10%；频率范围：0.5Hz-9kHz；

3. 转速信号1200rpm/V

1.7 测试信号的数据分析

数据分析采用MATLAB软件平台。测试信号的主要数据分析内容如下。

1、稳定过程PSD分析；使用程序名：dachi10dangPSD.m，

2、升速过程PSD分析；使用程序名：DachiM.m。

3、齿轮箱结构传递函数TFE分析，使用程序名：dachiTFE.m

4、齿轮啮合频率对应的信号功率谱密度PSD分析，dachiMpsdNHPL.m, dachiSpsdNHPL.m。

5、齿轮箱有限元模态分析。

二、稳定过程振动与噪声信号的PSD 分析

2.1 概述

使用程序名：Dachi10dangPSD.m 。10档升速过程原始信号记录名称为No2Set.mat 。数据采样频率为10kHz ，信号记录长度为2秒。

2.2 第10档稳定过程的原始信号

稳定过程原始信号记录名称为No2Set.mat ，其中第10档波形如图2.2.1和图2.2.2所示。

20003000400050006000700080009000100001100012000

加速度 m /s 2

20003000400050006000700080009000100001100012000

加速度 m /s 2

20003000400050006000700080009000100001100012000

加速度 m /s 2

20003000400050006000700080009000100001100012000

加速度 m /s 2

2000

3000

4000

5000

6000700080009000100001100012000

声压 p

样本序列 n

2000

3000

4000

5000

6000700080009000100001100012000

扭振 r p m

样本序列 n

图2.2.1 第10档稳定过程之信号波形

图2.2.1中，前4个信号分别为4个加速度信号，第5个为声压信号。图2.2.2为第10档稳定过程6个原始信号，在一个图中重叠显示，幅值单位为电压伏V 。

0.2

0.4

0.6

0.81 1.2 1.4

1.6

1.8

2

x 10

4

-2.5

-2-1.5-1-0.500.511.52

2.56个原始信号

信号幅值电压 伏V

样本序列 n

图2.2.2 6个原始信号

2.3 第10档6个信号的功率谱图

No1Set 第10档6个信号功率谱图均值如图2.3.1所示；第10档6个信号的功率谱如图2.3.2所示。

500100015002000

250030003500400045005000

-20-10

10

20

30

40

P S D （d B ）

频率 f / Hz

(a) 重叠显示