第五章 三環(huán)減速器振動與噪聲預估值分析與計算
§5-1 引言
在第三章中我們建立了三環(huán)減速器的數(shù)學模型，并對其理論建模進行了分析和計算，在第四章中我們又分析計算了Ⅱ子模型在各種工況下所受的激勵力，這樣我們就可以對三環(huán)減速機理論模型進行動態(tài)特性及響應計算了。主要計算Ⅱ子模型表面的振動速度用于表征、三環(huán)減速器噪聲發(fā)射的預估值。
§5-2 振動與噪聲
噪聲來源于振動。運動著的機械必然產(chǎn)生振動，而機械噪聲大部分是由于工程機械的振動而輻射的。
在對聲場作出如下兩點假設：
1、假設聲場介質是理楊的流體介質。所謂的理想是認為介質運動過程中沒有能量損耗。
2、假設介質是連續(xù)的。在討論場中流體介質運動時，只考慮介質分子運動的平動特性，而不考慮分子的單獨運動。
這樣，我們就可以得出靜止介質中小振幅聲中介質的運動方程為：

式中：u（x，y，z，t）——介質質點的振速分布函數(shù)；
p（x，y，z，t）——介質質點壓力分布函數(shù)；
Po（x，y，z，t）——介質g靜態(tài)密度分布函數(shù)；
其中（x，y，z）為坐標值，t為時間，在介質為均勻時，Po為常數(shù)。
上式表征了振速與聲壓間關系。換句話說，我們也可以用介質中的振速來表征噪聲的大小及規(guī)律。
根據(jù)介質連續(xù)性假設，三環(huán)減速器表面的振速就是與它相近的鄰近介質（空氣）的振動速度。這樣，在近場中測量噪聲值時，我們就可以用三環(huán)減速器箱體——Ⅱ子模型表面有振動速度來表示。
在第三章中我們已建立了三環(huán)減速器箱體的理論模型，在第四章中我們又計算了各種工況下，Ⅰ子模型對Ⅱ子模的激勵X（ω）的大小，這樣我們就可以使用SUN工作站上I—DEAS軟件中動態(tài)分析軟件來計算Ⅱ子模型表面的振動速度。
這樣，我們就達到了對三環(huán)減速器進行振動噪聲值預估的目的。
振動速度級：

式中：V——速度均方根值或峰值，單位mm/s；
Vo——參考電平，Vo=5×10^-5mm/s
聲壓級：

式中：P——聲壓，單位Pa；
Po——2×10^-5Pa
聲強級：

式中：I——聲強；
I_O=10^-12W/m²
再振動速度級表征振動所產(chǎn)生的噪聲的聲壓級，這兩者的關系是：振動速度級若降低若干分貝。因此，若已知振動的表面的振動速度級后，即可明確該振動所產(chǎn)生的噪聲的聲壓極，進而就可以計算出噪聲的聲強及聲功率。
§5-3 三環(huán)減速噪聲振動速度級預估值計算
在第三章中我們建立并求解了SHQ40三環(huán)減速器的理論模型，在第四章我們又通過試驗的方法分析求解了SHQ40在四種工況下的激勵源的載荷譜，（如圖4-11、圖4-12、圖4-13及圖4-14所示，這樣我們就可以將載荷加在理論模型上，在SUN工作站上使用I——DEAS軟件的系統(tǒng)動態(tài)分析模塊進行系統(tǒng)響應計算了。
如圖6-4所示，我們將載荷沿X向加在SHQ40三環(huán)減速器箱體的理論模型的輸入軸承座孔處對振動系統(tǒng)進行激勵，然后沿Z向計算分析點2點5和點8的振動速度。
在如圖4-11和1000rpm-100kgm工況下的載荷譜的激勵作用下，SHQ40振動系統(tǒng)測點2、5、8Z向的振動速度的幅值譜函數(shù)如圖5-1、圖5-2、圖5-3和圖5-6為其相應的時域波形。振動速度預度估值與試驗實測值（如表6-10）的對比如表5-1的工況一。
在如圖4-12的1000r/m-250kgm工況下的載荷譜的激勵作用下，SHQ40振動系統(tǒng)濁點2、5、8Z向的振動速度的幅值譜函數(shù)如圖5-7、圖5-8、圖5-9所示。圖5-10、圖5-11和圖5-12為其相應的時域波形。振動速度預估值與試驗實測值（如表6-11）的對比見表5-1所示的工況二。
在如圖4-13的1000rm-3350kgm工況下的載荷譜的激勵作用下，SHQ40振動系統(tǒng)測點2、5、8Z向振動速度的幅值譜函數(shù)如圖5-13、圖5-14和圖5-15所錄，圖5-16、圖5-17和圖5-18為其相應的時域波形。振動速度的預估值與試驗的實測值（如表6-12）對比見表5-1所示的工況三。
在如圖4-14的1000rm-400kgm工況下的載荷譜的激勵作用下，SHQ40振動系統(tǒng)測點2、5、8Z向的振動速度的幅值函數(shù)如圖5-19、圖5-20和圖5-21所錄，圖5-22、圖5-23和圖5-24為其相應的時域皮形。振動速度的預估值與試驗的實測值（如表6-13）對比見表5-1所示的工況四。
表5-1 SHQ40振動速度級對比表