齒輪箱作為機(jī)械傳動零部件憑借其傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比穩(wěn)定和壽命長等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，齒輪傳動不斷朝著高速、重載、大功率的方向發(fā)展，這必然帶來了更為嚴(yán)峻的齒輪箱振動與噪音問題。由于齒輪箱在各種機(jī)械傳動中日益重要的作用，而能有效的對齒輪箱的噪音與振動的控制就顯得非常重要。

從齒輪箱振動與輻射的特性出發(fā)來設(shè)計(jì)生產(chǎn)齒輪箱或是對現(xiàn)有的齒輪箱進(jìn)行有效的改造，必將大大改善當(dāng)前齒輪箱振動噪音過大的掌控。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種仿真軟件的出現(xiàn)與不斷的發(fā)展完善為解決振動噪音的預(yù)測提供了可靠的工具。其中有限元邊界元方法是應(yīng)用的最多也最為成熟的噪音預(yù)測方法。

齒輪箱的振動主要是由齒輪的振動經(jīng)過軸系傳到齒輪箱，激勵齒輪箱箱體的振動，從而輻射噪音。而齒輪箱中的齒輪振動產(chǎn)生的激勵是十分復(fù)雜的，包括輪齒嚙合過程中碰撞產(chǎn)生的嚙合沖擊激勵，不斷變化的綜合剛度激勵以及齒輪生產(chǎn)與安裝誤差導(dǎo)致的誤差激勵等。

齒輪箱的有限元建模過程中對模型進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮喕?，忽略了齒輪箱箱體和齒輪上的分倒角。計(jì)算齒輪箱表面節(jié)點(diǎn)的振動響應(yīng)，并以此作為齒輪箱噪音預(yù)測的邊界條件。

齒輪箱結(jié)構(gòu)噪音預(yù)測可采用邊界元方法，結(jié)構(gòu)表面輻射噪音是由于結(jié)構(gòu)振動產(chǎn)生的，因此可把齒輪箱和周圍的空氣看作是一個聲學(xué)系統(tǒng)。邊界元分析首先需要建立邊界元模型，邊界元模型實(shí)際上就是通過對齒輪箱外表面進(jìn)行提取并劃分網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)的。利用直接邊界元法對齒輪箱外部聲場進(jìn)行求解，同時在齒輪箱外側(cè)建立立方體場點(diǎn)，以獲得各側(cè)面聲強(qiáng)云圖，便于與聲強(qiáng)測試結(jié)果進(jìn)行比較。

通過以上的實(shí)驗(yàn)可以知道，齒輪嚙合頻率為影響齒輪箱噪音的主要頻率，該頻率下結(jié)構(gòu)噪音較大的主要原因是齒輪箱非支撐側(cè)面的剛度不夠，可以采用在該側(cè)面添加筋板來改善其剛度，已達(dá)到降低齒輪箱結(jié)構(gòu)噪音的目的。邊界元方法從齒輪箱的動態(tài)特性和聲學(xué)特性角度來分析齒輪箱的真的與輻射噪音的特性，由聲強(qiáng)測試結(jié)構(gòu)可知，預(yù)測結(jié)果基本準(zhǔn)確的反映了齒輪箱輻射噪音的特性，表明了該方法應(yīng)用于齒輪箱噪音預(yù)測的有效性，為齒輪箱的振動與噪音控制及優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。