考虑到齿轮箱箱体结构的复杂性,使用单点激励-多点响应模态识别技术对其前6阶模态进行识别,模态置信度即模态识别精度高。以试验获得的齿轮箱箱体前6阶模态为指标,提出了兼顾计算精度和计算效率的模态有限元计算方法;使用拓扑优化方法对齿轮箱箱体结构进行优化设计,优化后齿轮箱箱体在不同固有频率处的变形均得到了减小。研究为齿轮箱箱体结构优化设计提供了新思路。

开发设计了一种新型整体式阻尼齿轮(Integral Damping Gear,IDG),研究IDG不同阻尼液黏度对齿轮传动系统减振降噪特性的影响规律。建立了IDG减振力学模型,分析了IDG控制齿轮系统振动的有效性;搭建一级直齿圆柱齿轮传动系统试验台,对普通圆柱直齿轮系统和不同阻尼液黏度的IDG系统支承处的振动进行了对比。结果表明,IDG能够有效控制齿轮传动轴系的振动;在本试验所用的阻尼液黏度范围内,随着IDG所用阻尼液黏度的增大,齿轮轴系的振动逐渐减小,最大黏度下的IDG平均减振幅度大于50%;同时,IDG能够有效降低齿轮系统的噪声,最大黏度下能够降低7.6 dB(A)的噪声,进一步说明IDG具有优良的减振降噪特性,可保证齿轮传动系统的平稳运行。研究为齿轮系统的减振降噪提供了一种新思路。