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      技術頻道

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      淺論變速器噪音源及控制

      時間:2022-02-21來源:

      導語:對變速器噪音源進行初步的分析,并探討噪音的控制辦法。

        在傳統的變速器設計中,我們更注意變速器的功能的實現和可靠性,故對變速器的使用壽命和承載能力非常關心。但隨著現在社會環境意識的提高,和人們對車輛舒適性要求的進一步提高,汽車的噪音問題越來越凸顯出其重要性。汽車噪音源一般分為:發動機噪音、底盤噪音、排氣噪音。而底盤噪音中傳動系統噪音占了較大比重,其中變速器作為傳動系統中的重要部分,其噪音的控制就顯得尤為關鍵。

        一、變速器噪音源的分析:

        變速器總成的噪音源主要有:齒輪、齒輪軸、箱體、軸承、側蓋、離合器殼體等等;

        1、 齒輪噪音是變速器總成中最主要的噪音源:在齒輪噪音中根據形成方式的不同,可簡單的分為幾類:a、由于齒嚙合、分離產生的嚙合沖擊聲;b、由于摩擦振動所產生的摩擦聲;c、由于齒輪誤差造成運轉不均勻或輪齒剛度變化而產生的沖擊聲;

        2、 其他噪音源:我們理論及實踐證明,箱體、軸承、軸等零部件既是噪音源,同時還是固體傳聲媒介。他們直接影響變速器噪音的形成和傳播。由于變速器噪音是個復雜的體系性問題,并不是說我們設計制造了合適的齒輪就一定能夠有滿意的噪音效果。所以我們一定要把變速器總成作為一個整體來進行考慮、分析。

        二、變速器噪音的一些控制手段:

        1、 從齒輪設計角度考慮:

        a、 齒數及模數:在中心距確定,滿足齒輪強度的要求的情況下,我們應該盡可能的采用多齒數、少模數的設計方法。較小的模數能夠得到更大的重疊系數,從而使齒輪受載更均勻,傳動更平穩;另外模數小,周節小,因為我們在實際制造中,不可能制造兩個完全相同周節的齒輪,所以較小的周節可以降低嚙合時的誤差,減小沖擊噪音。

        b、 齒寬以及螺旋角:由重疊系數的計算可知,增加齒寬以及螺旋角均能提高齒輪副的重疊系數,所以螺旋角越大,齒寬越寬,則噪音越低,但是由于齒寬增加,會影響變速器整體的軸向長度同時造成加工中齒向誤差的增大,所以不能盲目增加齒寬。而且試驗證明,螺旋角接近或超過30度時,會大大降低齒輪的疲勞強度。

        c、 壓力角和齒頂高系數:齒輪在嚙合中如果能夠有較好的“柔性”就可以在一定程度上彌補由于齒輪誤差所產生的載荷突變,壓力角越小,則齒輪“柔性”越高,這種自適應性越高。齒頂高系數越大,則重疊系數越大,同時單齒會更長,也增加了齒的“柔性”。所以現在很多變速器齒輪都采用了細長齒的設計。

        d、 齒輪誤差以及修形:由于齒輪加工中齒形,齒向等誤差的客觀存在,以及變速器在受載時,軸以及箱體的彈性變形也會造成嚙合的不均勻,產生噪音,所以我們現在大部分都對齒輪進行修形,以保證齒輪副在受載時能夠得到較好的接觸區。

        e、 齒輪側隙:圓柱齒輪副在工作齒面相互接觸時,兩基圓柱公切面與兩非工作齒面交線之間的最近距離稱為法向側隙jn 。齒輪傳動中非嚙合面間的側隙是保證齒輪自由轉動的條件。側隙過小,將導致齒輪兩齒太緊,噪聲急劇增大;相反,側隙過大,又將使輪齒互相撞擊,同樣對噪聲影響較大。

        2、 雜件的設計

        a、 齒輪箱體是一個典型的彈性結構系統,它在軸承動載荷作用下產生振動,輻射噪聲,應該提高整體箱體的剛度,通過有限元確定其薄弱部位,并適當添加加強筋,減小共振;還可適當在箱體內壁涂上吸聲涂料,已達到降噪效果。

        b、 變速器受載時軸必然會發生彈性變形,這個時候軸變形量的多少就關系著軸上齒輪副的嚙合情況,而且軸本身也會因為彈性變形而產生振動,所以我們應該盡可能提高軸的剛性。設計軸時,其直徑和長徑比應保證在滿負荷作用下,其總撓度和轉角分別不超過0.15-0.13mm和0.000123弧度,以使軸具有足夠的剛度,不致破壞齒輪的正常安裝和嚙合。

        c、 選用低噪音的軸承;在高檔區和常嚙合區域應該選用較好的軸承,來滿足高速運轉的需要。

        d、 潤滑油有阻尼作用且能防止齒面直接接觸, 故噪聲一般隨油量和粘度的增加而減小,設計時充分考慮潤滑效果和采用較好的潤滑油也能夠降低噪音。

        3、工藝考慮

        a、齒輪加工;在考慮成本的情況下,保證齒輪的加工精度,控制熱處理變化,通過熱前修形來滿足熱后齒輪精度要求;提高齒面粗糙度,齒面粗糙度越高,齒輪摩擦力越大,產生的嚙合噪音越大;避免轉運過程中的磕傷碰毛,毛刺會導致齒輪運轉不平穩,大部分變速器噪音都由毛刺引起。

        b、裝配工藝;在裝配中按照正確的裝配工序,軸承盡量采用壓裝工藝,避免軸承早期損壞。

        綜上所敘,變速器噪音是個系統的、復雜的問題,要從多方面著手進行控制,最終先設計出合適的聲音,然后減少非設計聲音,才能夠保證變速器達到一個滿意的噪音要求。

        喬湘鶴(1980-),男,湖南株洲人,大學本科畢業,工程師,一直從事變速器設計

        聯系方式:

        電話0579-82212056

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      標簽: 齒輪傳動

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