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研究生: 羅一揚
Lo, Yi-Yang
論文名稱: 鏈傳動系統之聲場模擬流程與修正方法
Simulation Procedure and Correction Method of Acoustic Field of Chain System
指導教授: 涂季平
Too, Gee-Pinn
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 系統及船舶機電工程學系
Department of Systems and Naval Mechatronic Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 83
中文關鍵詞: 靜音鏈有限元素分析諧和外力分析聲場模擬
外文關鍵詞: Silent Chain, Finite Element Anslysis, Harmonic Analysis, Acoustic Radiation Field
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  • 本文主要是以電腦軟體模擬方式,建立一套方法與流程來分析鏈輪在傳動時所產生噪音之情形。在Admas/Engine 模組裡建立一組傳動系統,以靜音鏈條包覆一個54 齒的主動輪及一個27 齒的被動輪,並分別設定系統以1000 轉、2000 轉轉速運轉,進行鏈條與鏈輪嚙合時的接觸分析,在軟體模擬上均假設系統為剛體接觸,計算出各個鏈齒間與鏈條咬合時的力量大小後,經由Matlab 做FFT 和座標轉換分析,轉換成X 和Y 方向之嚙合簡諧力量(對應到ANSYS 中的大地座標),做完轉換後,利用有限元素軟體ANSYS 進行結構諧和外力分析,繪製鏈輪之有限元素模型,假設鏈條之嚙合接觸力是以諧和外力的方式作用於鏈輪上,並以鏈條系統之嚙合頻率作為諧和外力分析之頻率,計算其受到諧和外力後所產生的變形量,將此變形量結果之檔案匯入至LMS Virtual.LAB Acoustic 聲學軟體(IBEM 方法),計算因變形位移後所產生之聲學響應值,並對應到所要觀察之輻射面上,探討其聲場分佈的現象,最後提出改善的方法。

    This project is to develop a simulation model to analyze the noise of a sprocket in the transmission system. In the beginning, the Engine module of Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System Software (ADAMS/Engine) is built to model a transmission of an engine in a car. A 54 teeth active crankshaft and a 27 teeth passive camshaft are connected with silent chains in the transmission system. Then, the system is set to run at different speeds which are 1000rpm, 2000rpm. It is observed in the software how silent chains are engaged with sprockets as part of contact analysis. In the software simulation, all the components of the system are assumed to be rigid bodies. After receiving data from contact analysis, the data is frequency analyzed in Matlab software. Also, the tangential force and radial force is converted to harmonic force in X and Y direction which is corresponding to Ansys coordinate system. After conversion from the Matlab, finite element analysis of ANSYS is used to analyze harmonic analysis of structural vibration. The contact force of silent chains is assumed to be a harmonic force working on the sprockets. The displacement of the sprocket is evaluated with harmonic analysis and is exported to acoustic radiation analysis of Virtual.LAB Acoustic software. Acoustic response is then evaluated at the radiation sound field. Finally, the whole process of analysis is complete. The estimated sound field is discussed and the process is proposed for improvement.

    目錄 摘要......................I Abstract................II 致謝....................III 目錄.....................IV 表目錄...................VI 圖目錄..................VII 第一章 緒論...............................1 1.1研究動機與目的.....................1 1.2文獻回顧..........................2 1.3論文架構.................. .......4 第二章 反齒型鏈條系統簡介 .................. 5 2.1反齒型鏈條簡介.................... 5 2.2反齒型鏈輪簡介.................. ..8 2.3 鏈條鏈輪嚙合之接觸位置與週期.......11 2.3.1 接觸位置......................11 2.3.2接觸週期.......................13 第三章 基礎理論.................. .........14 3.1 剛體碰撞........................14 3.2多自由度簡諧外力結構振動...........17 3.3聲學理論........................ 21 第四章 軟體模擬流程.........................26 4.1完整流程.........................26 4.2 動力學模擬軟體Adams/Engine.......28 4.3 座標轉換及快速傅立葉轉換.........37 4.4 Ansys.........................40 4.5 Virtual.Lab Acoustic...........48 第五章 結果分析、比較與探討..................51 5.1 與文獻【12】模擬作比較...........51 5.2 模擬邊界選用原因................55 5.3 探討偏心問題.................. 56 5.4 探討輻射面積.................. 59 第六章 模擬流程修正與改善方法..................63 6.1 軟體模擬修正方法探討.............63 6.2 實驗方法修正流程.................69 6.3實驗方法修正結果...................72 6.4 未來模擬修正流程與方向.............75 第七章 未來展望與結論.........................77 7.1未來模擬與實驗總目標流程............77 7.2 未來展望.......................78 7.3 結論............................79 參考文獻..............................81

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