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1、成都理工大学工程技术学院毕业论文旋转机械的噪声分析及其控制机理作者姓名： 专业名称：机械设计及自动化指导教师：摘要本论文从噪声的分类、评价、噪声源的识别等方面入手，对机械噪声进行了较为全面的分析。由噪声的一般控制机理提出了减小摩擦、降低振动等普遍适用的控制方法。针对旋转机械，论文还对齿轮副传动、汽车发动机进行了噪声控制的特例分析，力求将噪声控制问题简单明了的陈述清楚。如今，噪声与振动控制行业更是有了突飞猛进的新发展，所生产的产品如消声器、吸声材料和结构、隔声构件、隔振器、阻尼减振材料、噪声与振动测量仪器等，还有更大的空间需要去研究和努力。关键词：噪声分析 控制机理 旋转机械 齿轮副Abstra
2、ctThe present paper from noise classification, appraisal, noise source aspects and so on recognition obtains, has carried on a more comprehensive analysis to the mechanical noise. Proposed by the noise general control mechanism reduces the friction, reduces the vibration and so on the universal suit
3、able control method. In view of the revolving machinery, the paper counter gear vice-transmission, the motor car engine has also carried on the noise control exceptional case analysis, makes every effort to be clear the noise control question simple perspicuity statement. Now, the noise and the vibr
4、ation control profession had the recent development which progresses by leaps and bounds, produces product like silencer, sound absorber and structure, soundproofing component, vibration isolator, damping antivibration material, noise and oscillator measurement instrument and so on, but also has a b
5、igger space to need to study and diligently.Keywords: Noise analysis , control mechanism , revolving mechanical, gear目录摘要2Abstract3目录4前言5第一章 机械噪声分析及其评价61.1机械噪声的分类与特征61.2机械噪声的评价71.3机械噪声源的识别11第二章 常见机械噪声源特性及其控制132.1一般控制原则与控制方法132.2滚动轴承噪声及其控制172.3齿轮传动噪声分析及其控制19第三章 控制实例253.2控制基本原则263.3减少弯曲振动26总结28致谢31参考文
6、献32前言噪声与振动控制行业作为环境保护相关产业的一个部分，得到了很大的发展。上个世纪六十年代只有几个生产厂家生产消声器等单件产品，产品只有数十种，产值仅几百万元，有关科研设计单位只有几个；七十年代生产厂家有几十家，产品上百种，产值上千万元；八十年代噪声与振动控制生产厂家一百三十多家，产品六百余种，产值约一亿元；九十年代，从事噪声与振动控制的生产、科研设计单位有四百余家，产品千余种，年产值约五亿元。到如今，噪声与振动控制行业更是有了突飞猛进的新发展，所生产的产品如消声器、吸声材料和结构、隔声构件、隔振器、阻尼减振材料、噪声与振动测量仪器等，已基本能满足国内噪声与振动控制的需要，有部分产品还出口
7、国外。取得这样巨大发展的主要因素是，国家对环境保护以及噪声与振动控制的重视，颁布了环境保护法，制定了中华人民共和国环境噪声污染防治法，先后制定颁布了噪声与振动方面的标准一百六十余个。这些法和标准大大促进了噪声与振动控制技术和该行业的发展。另外，随着人民生活水平的提高，“以人为本”的环境保护意识不断增强，人们通过投诉、申告等各种方式，为求一个舒适、安静的环境，对噪声与振动控制行业提出了更高的要求，无疑也促进了噪声与振动控制技术和该行业的发展。同时，为适应对噪声与振动控制的小型、灵活和适应性强等市场经济的需要，乡镇、集体以及私有企业顺势得到发展，满足了这一市场需求。第一章机械噪声分析及其评价1.1
8、机械噪声的分类与特征机械系统运行中产生的噪声称机械噪声，工程中常见的分类法有如下两种。一、起源不同的机械噪声（1）机械性噪声:因固体振动而产生，如齿轮传动部件、曲柄连杆部件、链传动部件、轴承部件、液压系统部件等多种运动部件产生的噪声，以及某些结构件因振动而产生的噪声。 （2）气体动力性噪声:因气体振动而产生，如风机、压缩机、活塞式发动机等所产生的主要噪声，以及因气流激发而产生的噪声，如喷注噪声、排气噪声、卡门(Karman)旋涡噪声。（3）电磁性噪声：因高频谐磁场的相互作用，引起电磁性振动而产生的噪声，如电动机、发电机、变压器等产生的噪声。二、 强度变化不同的机械噪声 （1）稳态噪声 一般指噪
9、声强度波动范围在5dB以内的连续性噪声，或重复频率大于10Hz的脉冲噪声。 （2）非稳态噪声 一般指噪声强度波动范围超过5dB的连续性噪声。 （3）脉冲噪声 一般指持续时间小于ls、噪声强度峰值比其均方根值人于10dB,而重复频率又小于10Hz的间断性噪声。机械噪声是环境噪声的一个重要组成部分，因而成为环境保护的治理指标之一；同时它也是评价机器质量的重要指标。故控制机械噪声，使其降低至容许范围内，已经成为机械设计中的重要课题。 1.2机械噪声的评价机械噪声通常为宽频带噪声，其强弱可用客观评价量(如声强级、声压级、声功率级等)或主观评价量(如A计权声级、A计权声功率级、噪声评价数NR等)来进行评
10、价。客观评价量是对机械噪声强弱的物理度量，而主观评价量则表征了人对机械噪声强弱的主观感觉，遵循国际通用的以人为本原则，为保护环境、造福人类、工程中评价机械噪声常用主观评价量来进行评价（1）声强与声强级在声场中单位时间内在垂直于声波传播方向的单位面积上所通过的能量称声强，符号为I ,单位为 式中 E 声功率（W） S 面积() 普通人的听觉能感受的声强范围很大，大约为到1 。这样大的范围很难用一个线性尺度来计量，所以在声学中常用声强级来表示声波的强度。声强级是实际声强I与规定的基准声强之比的对数。基准声强为，它相当于频率1000Hz时人们耳朵所能感觉到的最弱声强。设为所测I声强I的声强级。则 其
11、中I为实际声强，为基准声强。声强级的单位为贝尔。应用时常取其1/10作为声强级的单位，称为分贝，符号为dB，即 （2）声压与声压级 声波是一种纵波，传播声波的介质在波动过程中质点密集的地方压力大于静态大气压，质点稀疏的地方压力小于静态大气压。声波超过大气压就构成声压，符号为P，单位为Pa，即牛顿每平方米()。常用辅助单位为，也称。一个标准大气压相当于101325。 声压与声强有密切关系。声压是声波在与其传播方向相垂直的平面上的压力，声强则是在此平面上通过的能量。在自由声场中。某点的声强与该点的声压的平方成正比。 式中 P 有效声压（Pa） 空气密度(); c 空气中声波的传播速度(m/s)这里
12、的声压其实是平均平方根声压，见图1式中 - 平均平方根声压； - 瞬时声压； t - 时间 图1平均声压 如果声压有周期性，例如正弦形脉动声压，则用来取平均平方根值的时间应是一周期时间的整数倍，或远较周期为长的一段时间。若为非周期性声压，则所取用以求平均值的时问须很长，即使时间稍有增减，也不致改变均方根的数值。 健康的年青人耳朵能听到最微弱的声音的声压约为，这是下限，相应的声强为。震耳欲聋的强噪声所具有的声压比可听的下限大约高100万倍，因此不用线性尺度而用对数尺度来计量。习惯是以为基准声压，以其比的对数来衡量因声强与声压的平方成正比，所以声压级为式中 - 声压级（dB） - 所有声压（Pa）
13、（3）噪声评价数NR利用噪声评价数NR (Noiste Rating)评价噪声，同时考虑了噪声在每个倍颇带内的强度和频率两个因素，故比用单一的A声级作评价指标更为严格。噪声评价数这一评价指标主要用子评定噪声对听觉的损伤、语言干扰和对周围环境的影响。NR数可由下式决定 1.3机械噪声源的识别 在同时有许多噪声源，或包含许多振动发声部件的复杂声源情况下，为了确定各个声源或振动部件的声辐射特性、区分噪声源，并根据它们对于声场的作用等而进行的测量与分析称为噪声源识别。识别的目的在于控制。由于声源的复杂程度不同，声派识别的难易相差很大。识别噪声源，必须掌握噪声源各发声部位的噪声特性，如声的强度、频率特性
14、、时间特性、指向性特性和传播特性等。特别要分析发声系统的激励和响应情况。此外，还必须熟悉噪声源的结构、工作原理和技术性能等。通过测量、分析面识别噪声源这与对噪声信号的分析处理密切相关。对机械噪声源常用的识别方法有以下几种，即（1）分部开动法：在可能的情况下，在机器运转状态下，分别关掉或脱开各传动部件或环节，并测量每一步骤的噪声，以识别这一部件或环节对总噪声的贡献，从而找出主要噪声源。（2）时域分析法： 根据声源或声源各部分时间特性的差别来识别，例如，对噪声信号的自相关分析，可以发现和提取混杂在噪声中的周期信号;对噪声信号作互相关分析，可以确定噪声的传递通道;利用对噪声信号的多次平均技术亦有助于检测出其中的周期信号。这些都有助于识别出主要噪声源。 （3）频域分析法：采用窄带滤波的方法，从得到的噪声频谱中，可了解到噪声所含有的频率成分及对噪声贡献较大的主要频率成分;进一步通过振动测量，或具体机械某些特征频率的计算，从而识别出主要噪声源。通过对噪声功率谱密度的分析，同样可以了解到噪声的频率结构及主要频率成分;通过相干分析，从相干函数的图形上可以帮助我们判断所测量的噪声总能量中，各个声源的贡献大小，从而识别声源。 （4）近场声强法：在机器部件表面附近的许多点处测量声强并求积分，可求得该部件的声功率。而在测量表面
