关键词： 船用高负荷齿轮   激光合金化   齿面改性   42CrMoA  

摘要： 船用高负荷齿轮作为船舶齿轮传动装置中的核心部件,其性能的好坏直接影响着传动系统的使用寿命和运行过程中的安全系数。随着大型船舶齿轮传动装置功率密度不断增大的发展趋势,对齿轮承载能力的要求也不断提高,齿面硬度要求高,硬化层厚度要求较深,并且硬化层厚度的控制精度要求也相应提高。传统的渗碳淬火强化工艺一方面难以满足如今的发展趋势,另一方面在生产过程中的种种缺陷致使加工困难且生产成本高,由此需要开展齿轮齿面改性技术研究。激光合金化技术是一种新型表面改性技术,该技术与传统工艺相比优点显著,是齿轮表面改性的一种新型选择。本论文主要研究将该技术应用于船用高负荷齿轮的齿面改性上,并结合试验验证该技术在船用高负荷齿轮齿面改性上的可行性。主要研究如下:(1)开展了表面强化层结构分析,合理设计合金化层与淬硬层的硬度和深度,增加了强化层整体深度并使之具备合适的硬度过度,以增加轮齿抗疲劳性能。结合船用高负荷齿轮的工作条件,对合金化层微观组织进行了设计,并对原位生成硬质陶瓷颗粒的大小、分布密度进行设计和对比优化试验,完成了激光强化层内的微观组织设计。(2)以激光器的输出功率、扫描速度、离焦量以及合金化预制粉层厚度、保护气氛为研究对象,采用单道扫描的方式进行了大量参数优化试验,并以优选出的工艺参数组合在42CrMoA齿轮钢平板试样上获得各项指标均满足技术要求的强化层。(3)采用激光单道扫描优选出的参数进行了不同搭接率的搭接扫描试验,分析了试验过程中连续扫描导致的热积累效应对强化层硬度的影响;并对搭接区的显微组织、硬度、层深以及表面成形等进行观察分析;最后结合齿面啮合区域受力分析情况,设计优选出了大面积强化时的激光扫描方式。(4)完成了齿轮试验件的设计、加工和强化处理,并对试验齿轮的齿面硬度、芯部硬度、有效硬化层深度和显微组织等进行检测,最后在齿轮疲劳试验机上进行了力学性能试验。试验结果表明,42CrMoA调质处理齿轮经激光合金化齿面改性处理后,齿轮的接触疲劳极限可达1786MPa,弯曲疲劳极限可达1010MPa。经激光合金化齿面改性后的42CrMoA齿轮在接触疲劳强度平均值和弯曲疲劳强度上分别比17Cr Ni Mo6渗碳淬火齿轮高16.5%和35.1%。通过对齿轮力学性能的对比试验,验证了激光合金化齿面改性技术在船用高负荷齿轮齿面改性上的可行性,具有一定的工程应用价值。

关键词： 双圆弧椭圆齿轮   运动学特性   动态啮合特性   接触应力   疲劳寿命  

摘要： 随着工业发展,在石油、煤矿等行业需要重载、高速、大功率的传动需求,双圆弧齿轮传动具有承载能力强、抗弯强度大、使用寿命长等优点。同时在一些特定的场合下需要齿轮实现非线性的、变化着的主从动机构的传动关系,而椭圆齿轮机构紧凑,传动平稳,与此同时,它还可以传递动力和变传动比运动,在传动过程中更易实现传递运动的准确性和高速重载下的传动平稳性。本文将双圆弧齿形与椭圆齿轮结合,建立其三维模型并对其运动特性学分析,之后研究其接触应力并分析其疲劳寿命,设计双圆弧椭圆齿轮副,使之应用于重工业、石油工业、机械工程等行业。主要研究内容如下:1.基于双圆弧齿轮的啮合原理,从双圆弧齿轮的齿面共轭原理到双圆弧齿轮的齿面方程进行推导,再根据二阶椭圆齿轮主动轮与从动轮节曲线方程,确定本文所研究齿轮的形状以及确定了该双圆弧椭圆齿轮的基本参数,之后在三维建模软件里,对该齿轮的三维模型进行建模,为后续对齿轮运动学特性以及接触特性研究打下了基础。2.依据建立的双圆弧椭圆齿轮的三维模型,对双圆弧椭圆齿轮的运动学特性进行了分析,对螺旋角分别在6°、8°、10°、12°时双圆弧椭圆齿轮的啮合力以及对径向力、切向力以及轴向力的影响进行了探究,总结了螺旋角对双圆弧椭圆齿轮的影响规律,后续又探究了不同工况下双圆弧椭圆齿轮的动态啮合特性。3.在对双圆弧椭圆齿轮进行了运动学特性分析后,选取合适的螺旋角的齿轮对双圆弧椭圆齿轮进行了接触应力分析,对齿轮进行了有限元静力学接触分析与瞬态动力学接触分析,得出不同参数下双圆弧椭圆齿轮接触应力规律。4.基于双圆弧椭圆齿轮应力分析的基础上,对双圆弧椭圆齿轮进行了疲劳寿命分析。依据Ansys n Code Design Life疲劳分析软件结合双圆弧椭圆齿轮的接触应力分析结果,在疲劳分析软件中建立了两种载荷谱分别对双圆弧椭圆齿轮在静载状态和动载状态下的疲劳寿命规律进行了分析总结。通过对以上内容的研究,为双圆弧椭圆齿轮运动学特性的研究以及疲劳寿命能力的评估提供了理论依据,为后续轮齿的优化设计以及工业应用提供参考依据。

关键词： 齿轮箱   表面缺陷   立体匹配   去噪滤波   点云切片   区域提取  

摘要： 高速列车齿轮箱作为列车传动系统的核心部件,有传递动力驱使列车前进之作用。通过定期检测发现高速列车齿轮箱易发生表面缺陷,这将严重影响高速列车的行驶安全性。为适应高速铁路领域的蓬勃发展,保证高速列车行驶安全性,亟需智能高效的检测技术来替代以传统人工目视为主的检测方式。本文以带缺陷的高速列车齿轮箱为研究对象,围绕齿轮箱表面肋板局部缺损、表面裂纹与表面凹坑缺陷的检测识别与空间定位、三维信息的获取等问题,设计了一套基于双目立体视觉的高速列车齿轮箱表面缺陷检测系统,并且以缺陷空间坐标定位与缺陷三维信息获取为重点展开研究,具体研究工作内容如下:1.以定位高速列车齿轮箱箱体表面缺陷为目标,采取双目立体视觉技术对箱体进行三维成像并获取其点云数据,完成三维重建。研究了双目相机的三维成像原理;推导并分析了相机成像下平面坐标系与空间坐标系之间的转换关系。明确了获取缺陷空间坐标所需的相机内外参数及畸变参数,并利用二维棋盘格为标定板进行系统标定与图像立体校正,确保平面与空间维度上的良好映射以求解相关参数。基于半全局立体匹配技术(SGM)完成三维重建,获取缺陷的空间坐标,一次性地对箱体单面所有缺陷完成空间检测定位;实验证明,该方法在高速列车齿轮箱箱体表面肋板局部缺损与凹坑缺陷检测定位效果较好。2.为避免噪声点的影响及后期处理结果的准确性,需对检测系统所成像的高速列车齿轮箱点云做预处理,遂提出一种统计滤波与双边滤波结合的方法以去除冗余噪点。实验结果表明,该方法不仅精简了高速列车齿轮箱的点云数据,而且未大量丢失目标点云,达到了良好的点云去噪与平滑效果,亦为高速列车齿轮箱箱体表面缺陷点云的提取与分析奠定了基础。3.针对高速列车齿轮箱箱体表面缺陷具体的三维信息获取,采用点云切片法在箱体点云的深度方向进行等间距切割,通过切片间距与缺陷切面的形状变化获得箱体表面缺陷的深度值;依据点云在深度方向的RGB数据差异,通过实验有效观察到缺陷与非缺陷区域的差异,利用ROI目标缺陷区域提取处理搭配点云检测软件对缺陷二维平面上横纵方向的几何尺寸进行有效检测,实验结果验证,两种方法在获取箱体表面肋板缺陷与凹坑缺陷的三维数据信息及裂纹长度上效果良好,最小误差为1.21%。

关键词： 安全带卷收器   动力学   齿轮齿条   预紧式   结构设计  

摘要： 汽车安全带作为汽车被动安全系统中最为关键的一环,大大降低了乘员在交通事故中的死亡率,其中,具有预紧和限力功能的安全带可以进一步降低乘员在碰撞事故中受到的伤害,因此也更受青睐。然而我国相关行业起步较晚,缺乏相应的理论指导,因此本土企业的预紧限力式安全带产品较为落后,为此,本文对具有齿轮齿条式预紧机构的安全带进行了较为系统的研究,研究内容对进一步提高安全带开发效率、促进安全带发展具有重要意义。 根据齿轮齿条式预紧机构的工作特性将预紧过程分为消除松弛量阶段和施加预紧力阶段,通过拉格朗日力学方程建立了相应的动力学模型,使用MATLAB对动力学方程进行了求解,并通过ADAMS对理论模型进行了验证。对齿轮齿条式预紧机构的主要设计参数进行了灵敏度分析,并进一步分析了齿轮分度圆半径和齿条受压面积对预紧性能的影响,为后文预紧机构的设计奠定了基础。 在企业原复合敏感锁止式卷收器的基础上进行了新预紧限力式卷收器的设计,根据预紧性能要求及卷收器的整体尺寸对齿轮齿条的几何参数进行了设计。根据厚壁圆筒管壁单元的应力和变形情况,基于第三强度理论确定了气腔的壁厚。根据限力杆的工作原理,基于圆轴扭转理论对限力杆进行了设计。对齿轮罩壳、上盖板及卷簧板等关联结构进行了设计,建立了新预紧限力式卷收器的整体三维模型。 为了验证所设计预紧机构的强度,借助ABAQUS有限元仿真软件对气腔及相关固定件的强度进行了分析,根据应力结果优化了气腔的横截面形状,并对气腔拐角区域做了进一步的分析和优化。建立了齿轮齿条的有限元仿真模型,分析了危险时刻齿轮齿条单双齿啮合时轮齿的齿面接触应力和齿根弯曲应力,同时进一步验证了齿轮和卷筒连接部分的结构强度。 对新预紧限力式卷收器进行了样件试制,通过静态预紧试验和加速滑车试验验证了该卷收器的预紧限力性能和结构强度。为了进一步对比新卷收器与原卷收器的保护效果,基于LS-DYNA搭建了驾驶员侧的正面100%碰撞模型并进行了仿真实验,根据乘员伤害评价方法对假人各部位的伤害情况进行了对比和分析。

关键词： 直齿轮   整体式挤压油膜阻尼器   非线性动力学   寿命预测   振动和噪声控制  

摘要： 直齿圆柱齿轮传动系统在车辆、风力发电、舰船等机械设备中得到广泛应用。在工作过程中,该系统会受到内部和外部激励的双重作用,导致整个系统发生振动。齿轮啮合时产生的动态啮合力不仅会激励齿轮轮体,还会通过轴传递到轴承,然后传递到齿轮箱箱体以及周围结构,产生振动和声辐射。因此,如何有效降低或衰减齿轮副的辐射噪声、箱体辐射噪声和传导噪声,实现高稳定、长寿命、高性能齿轮传动轴系的设计成为了齿轮传动系统研究的关键点。本论文以降低直齿圆柱齿轮传动轴系振动和噪声为研究切入点,分析不同工况下齿轮副振动的原因,并针对性地提出减振和降噪方法。主要工作包括:(1)建立考虑时变齿侧间隙、时变摩擦系数以及误差激励的非线性直齿圆柱齿轮动力学模型,探究不同因素对直齿圆柱齿轮副振动特性的影响;(2)基于有限元法建立齿轮箱箱体的声-固耦合模型,并结合非线性圆柱齿轮动力学模型,评估增加支撑阻尼系数对齿轮箱箱体辐射和传导噪声的影响;(3)使用有限体积法计算评估新型整体式挤压油膜阻尼器(ISFD)的刚度和阻尼系数,将计算结果代入建立的非线性直齿圆柱齿轮动力学模型中,验证整体式挤压油膜阻尼器的减振特性。同时,建立带有中心距误差的直齿圆柱齿轮轴系减振降噪试验台,验证整体式挤压油膜阻尼器的宽频带减振降噪特性。最后,使用有限元软件和寿命评估软件n Code对传统刚性支撑和ISFD支撑齿轮的寿命进行评估,探究ISFD对齿轮副寿命的影响。(4)搭建直齿圆柱齿轮轴系试验台,比较涂敷不同类型和不同厚度的粘弹性阻尼材料对齿轮轴系噪声的影响规律,验证粘弹性阻尼材料的降噪性能。(5)基于单输入多输出模态试验方法,进行齿轮箱箱体模态的锤击试验,并使用实验结果修正有限元模态分析结果。在验证有限元法计算模态结果精度有效保证后,将该方法用于齿轮箱减重降噪设计,探索轻量化设计技术。

关键词： 机车齿轮   齿根裂纹   动态响应   车轮多边形   钢轨波磨   应力强度因子  

摘要： 齿轮传动系统作为机车最为主要的部件之一,在复杂的工作环境中容易引发裂纹的萌生扩展甚至断齿等一系列行为,有可能造成严重的事故和经济损失,因此研究含齿根裂纹齿轮传动系统的动力学特性以及裂纹扩展机理的对齿轮传动系统的安全运行有重要的理论意义和工程价值。本文主要研究内容如下:首先,基于势能法求解健康齿轮和齿根裂纹故障齿轮的时变啮合刚度,分析了不同裂纹参数时的单齿啮合刚度与双齿啮合刚度的变化规律,得出啮合刚度随着裂纹深度和角度的增加呈下降趋势;建立6自由度齿轮传动系统动力学模型,将不同裂纹扩展深度下齿轮时变啮合刚度代入动力学方程进行求解得到传动系统的振动特性,得出裂纹故障使得传动系统出现周期性振动冲击,且随着裂纹深度的增加振动冲击加剧;对时域信号进行分析,计算不同统计指标对不同故障程度的敏感度,得出脉冲因子对裂纹故障特征较为敏感。其次,运用ABAQUS有限元软件建立传动系统有限元模型,分析不同中心距误差和齿面摩擦系数内部激励作用下齿轮传动系统接触特性,得出存在最佳装配中心距减小啮合冲击,齿面摩擦系数对传动系统接触特性影响较小;利用动力学仿真软件建立机车多体动力学模型,选取不同阶数车轮多边形和不同波深的钢轨波磨得到不同工况下从动齿轮振动位移,将其作为外部激励施加到有限元模型中求解传动系统接触特性,得出轮轨激励的存在使得传动系统振动加剧,含裂纹齿齿面接触力和裂纹尖端应力增加,轮齿断裂风险增加,影响机车运行安全性。最后,分析不同裂纹扩展深度时齿轮的固有特性,得到固有频率比随裂纹深度的变化,为齿轮箱体等其余部件的设计提供参考;运用围线积分法求解齿根裂纹应力强度因子探究齿根裂纹扩展机理,通过改变载荷的大小与施加位置模拟不同接触状态;在ABAQUS中采用扩展有限元法模拟齿根裂纹的扩展路径,通过提取PHILSM值进行裂纹面重构,求解裂纹扩展深度变化规律。

关键词： 齿轮箱   多信息融合   测点优化   模型压缩   故障识别  

摘要： 齿轮传动系统作为机械设备中最为常用的传动系统,广泛应用于风力发电、航空航天、石化冶金、轨道交通、武器装备等领域。由于其结构复杂、运行环境恶劣,齿轮箱容易出现各种类型的故障,若不能及时有效地对齿轮箱进行状态监测与故障识别,随着故障的加剧,关键装备中齿轮传动系统的失效可能会导致重大的安全事故和经济损失,同时随着现代工业的发展,对设备的状态监测与故障识别提出了更精确、更快、更智能的要求。因此对齿轮箱状态监测和故障识别方法的研究始终是一个热点,也是实际工业应用中关注的焦点之一。在实际工业场景中,针对齿轮传动系统的状态监测和故障识别依然存在许多难题,例如,齿轮箱多振动信息难以有效融合、传感器布放存在冗余,这都使得齿轮箱的故障识别达不到预期效果。近年来,人工智能和深度学习理论被越来越多地应用于机械设备故障识别领域中,并取得了不错的效果。因此本文以卷积神经网络为基础,同时结合信息融合相关理论,面对实际工业场景中故障识别的多振动信息融合、测点优化、模型压缩问题进行研究,具有重要的学术意义和工程价值。论文的主要研究工作包括:1针对齿轮箱多振动信息难以有效融合同时模型故障识别能力不足的问题,基于集成学习原理,构建了多信息融合故障识别网络模型,提出了多个单信息源网络单元提取特征和一个多特征网络单元融合特征的学习模式,实现了多信息源故障特征的提取和状态识别,实验分析结果表明该方法增强了故障状态特征的表征能力,提高了故障识别精度。2针对齿轮箱内部结构复杂、空间紧凑,传统设备监测方法测点布放多而散、测点选取手段缺乏的问题,考虑测量位置、传感器数量对设备状态表征能力以及故障感知精度限制较大,基于特征选择优化理论,综合过滤法计算成本低和包裹法性能优越的优势,提出了基于多信息融合故障识别网络的后向搜索测点优化方法,实验分析结果表明该方法能有效地选取冗余性低、识别精度高的测点,提供了一种时间复杂度低、测点少而精的测点优化手段。3针对实际工业环境中边缘设备存储空间有限、计算能力弱、实时性要求高,导致大模型部署应用存在限制的问题,采用知识蒸馏和模型量化技术,提出网络模型多维压缩方法,从网络结构和权重参数类型两个维度对本文提出的多信息融合故障识别网络分级压缩,实验分析结果表明与未压缩前相比,模型占用空间下降、计算速度加快,同时其故障识别精度损失较小,提高了本文所提多信息融合网络的工程实用性。4为了验证本文提出的多信息融合故障识别网络的有效性,设计并搭建了传动齿轮箱实验台,模拟了四种摩擦片齿轮故障,完成了多故障类型、多测点的振动信号采集,构建了摩擦片齿轮多信息源故障样本集;进一步对本文提出的方法从模型识别精度、测点优化结果和模型压缩效果三个方面进行了验证与分析。

关键词： 行星齿轮传动系统   变位齿轮   动态特性   振动实验  

摘要： 变位行星齿轮传动系统被广泛应用于航天航空、船舶重工、矿山机械等领域,但由于变位后轮齿的齿侧间隙发生变化,导致其振动和噪声不稳定,而轮齿间载荷是产生振动与噪声的原因之一。目前,对变位行星齿轮传动系统载荷分布规律的研究较少,本文以NGW-11变位行星减速机为研究对象,针对变位行星齿轮传动系统由于制造误差和安装误差,以及构件的变形等因素的影响,使得轮齿的工作齿廓间产生过大或过小的间隙,导致行星传动系统振动大,噪声大的问题,开展了变位行星齿轮传动系统建模及实验研究。本文主要研究内容如下: （1）结合变位行星齿轮的结构特点,基于有限元法,开展变位行星齿轮传动系统时变啮合刚度研究。讨论中心距的变化对变位行星齿轮轮齿时变啮合刚度的影响规律,结果表明:行星轮内啮合的时变啮合刚度与中心距的变化成正比,行星轮外啮合的时变啮合刚度与中心距的变化成反比。 （2）开展纯扭工况变位行星齿轮动力学建模与仿真研究是建立变位行星齿轮传动系统复杂模型的基础。基于转子动力学理论,考虑时变啮合刚度和行星轮的偏移,建立纯扭工况变位行星齿轮传动系统的五自由度动力学模型,采用龙塔库特法分析行星轮在不同偏移情况下对变位行星齿轮传动系统振动特性以及载荷分布特性的影响规律,分析结果表明:行星轮标准安装时系统的振动位移与偏移后的振动位移相差0.5×10-3mm,几乎没有变化;对于载荷特性,偏移后的幅值和平均值略微增加,是标准值的1.2倍。 （3）针对由于综合误差的激励导致行星齿轮传动系统呈现出复杂的振动和冲击响应的问题,开展综合误差下变位行星齿轮传动系统动力学建模与仿真研究。综合考虑时变啮合刚度和行星轮的偏移,各齿轮的安装误差和偏心误差,轴承的支撑刚度以及由于太阳轮和行星轮浮动引起的内外啮合线上的侧隙改变量,建立综合误差下变位行星齿轮传动系统的十五自由度动力学模型,分析行星轮在不同偏移情况下对变位行星齿轮传动系统动态特性的影响规律,分析结果表明:行星轮偏移后载荷的幅值为261k N比标准值大10k N,平均值为23k N与标准值一致。将变位行星齿轮传动系统综合误差下的动态特性与纯扭工况的动态特性进行对比分析,结果表明:综合误差下载荷的幅值由纯扭工况的284N增大到251k N,平均值由97N增大到21k N。 （4）为了验证理论研究的有效性,开展行星减速机传动系统振动实验研究。依据振动测试原理,搭建行星减速机传动系统振动测试实验平台,得到变位行星齿轮传动系统的振动响应,将实验结果与仿真分析结果进行对比分析,分析结果表明:实验结果振幅的变化趋势与仿真分析结果中振幅的变化趋势相似,验证了仿真结果的有效性。

关键词： 齿轮箱   振动噪声   轴系柔性效应   转子效应   低噪声设计  

摘要： 低振动与低噪声品质是现代装备发展的一个重要目标和特征。齿轮传动装置作为机械装备的重要基础件，被广泛应用于汽车、机床、风电、化工等领域，其振动特性和噪声水平直接影响机械装备的运行品质和服役性能，进一步关系到机械装备的产品竞争力和经济效益。齿轮系统工作状态极为复杂，由于受到多种来源激励的作用产生振动噪声，严重影响装备的使役性能。因此，深入系统地研究如何准确预测齿轮箱的振动噪声，探明影响齿轮箱振动噪声的主要因素，并在此基础上实现有效控制具有重要的理论意义和工程应用价值。　　本文对传统的齿轮箱振动噪声分析方法进行了改进，提出了一种考虑轴系柔性效应的齿轮箱振动噪声分析方法，通过试验验证了该方法的有效性;基于该方法分析了轴系构形参数对齿轮箱振动噪声的影响规律;进一步提出了适用于中高速下的考虑转子效应的齿轮箱振动噪声分析方法，探明了连续工况下不同激励因素对齿轮箱振动噪声的作用规律;提出了考虑系统构形-箱体的齿轮箱整体低噪声优化设计方法，运用该方法对二级齿轮箱进行了低噪声优化设计，实现了辐射噪声的有效控制。本文主要的研究内容如下:　　(1)为了能获取更为准确的轴承响应以预测齿轮箱的振动噪声，采用广义有限元法建立了通用的齿轮传动系统模块化动力学模型。在系统激励方面，采用改进的能量法对齿轮啮合刚度进行了精细化计算，该方法综合考虑了齿根圆与基圆不重合、轮体弹性、齿间结构耦合的影响。以二级平行轴齿轮传动系统为对象，研究了齿轮传动系统的固有特性，发现齿轮传动系统振型不仅包括齿轮副的扭转振动与平移振动，还存在传动轴的横向弯曲振动形式。开展了齿轮传动系统振动响应试验，将其与理论结果进行了对比，验证了所建模型的有效性。　　(2)提出了通过齿轮系统模块化动力学模型计算轴承动载荷，并以该载荷为激励，采用有限元结合声学边界元法计算齿轮箱振动噪声的方法。以二级齿轮箱为对象，阐述了齿轮箱振动噪声分析方法的实现流程与途径。探究了轴系柔性效应和工况参数对轴承动载荷和齿轮箱辐射噪声的影响。研究发现:考虑轴系柔性效应后系统新增了轴系弯曲振动模式，导致系统振动能量增加，箱体主要共振模式发生改变。开展了齿轮箱辐射噪声试验，验证了分析方法的有效性。　　(3)深入系统地分析了传动轴刚度、齿轮安装位置与轴位角等轴系构形参数对齿轮箱振动传递特性与辐射噪声水平的影响规律。研究发现:随着传动轴刚度的递增，轴承动载荷波动幅值呈缓慢上升趋势，由于箱体的主要共振模式发生改变,齿轮箱场点噪声分布也发生变化;齿轮副安装位置变化不会改变轴承动载荷的激励频率成分，但会使激励频率成分幅值发生变化，齿轮箱各场点噪声分布情况不变;轴位角的改变影响了轴承动载荷分配情况与对应的箱体结构尺寸，随着轴位角的增加齿轮箱场点噪声分布表现为顶部场点噪声增加，两侧场点噪声逐渐降低趋势。以上研究结果为齿轮箱的低噪声设计提供了理论指导。　　(4)为了提高齿轮箱振动噪声分析方法在中高速下的计算精度，推导了由初始弯曲、进动、齿轮几何偏心产生的附加不平衡力，将其参与到齿轮系统模块化动力学模型中，形成了考虑转子效应的齿轮箱振动噪声分析方法。探究了不同工况条件下进动效应与齿轮几何偏心对齿轮箱振动噪声的作用规律。研究表明:当转速大于3000r/min时，振动噪声分析模型中需要计入进动效应的影响;随着转速的升高，进动效应引起系统动载荷与箱体辐射噪声增加，同时出现峰值转速增加与共振区偏移现象;齿轮几何偏心引起系统振动与辐射噪声增加且出现边频调制现象。　　(5)提出了一种综合考虑系统构形-箱体的齿轮箱整体低噪声优化设计方法，该方法以齿轮基本参数和轴系构形参数为设计变量，通过Kriging代理模型技术建立了系统的振动-噪声-质量多目标联合优化数学模型，并运用遗传算法得到了最优设计参数，从而减小齿轮箱内部动态激励来初步降低齿轮箱的振动噪声。在此基础上，依据声学贡献量分析确定了箱体优化设计区域，建立了基于可变肋板模型的噪声响应优化数学模型，通过遗传算法获得了满足质量要求且辐射噪声最小的肋板布局参数，对箱体进行结构设计以进一步降低齿轮箱的辐射噪声。运用该方法对二级齿轮箱进行了整体低噪声优化设计。结果表明，整体低噪声优化设计后，整个声场的辐射噪声均有所降低，顶部场点上的有效声压级降低了13.15dB,各场点优化噪声比例均在10％以上，设计方法效果显著。