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变速器齿轮修形对齿轮啸叫的影响
摘 要：变速器齿轮啸叫是影响整车NVH性能的一个重要方面.其中,解决齿轮啸叫问题主要有两种方法：一、从 噪音传递路径上入手；二、从齿轮本身入手.本文主要采用第二种方法,进行齿轮修形,通过试验来验证变 速器齿轮修形对齿轮啸叫的影响.
关键词：变速器；齿轮；啸叫；修形
1引言
随着人们生活水平提高,汽车已经成为生活中不可缺少的一部分.人们不但关注汽车的动力性和经济性,对整车NVH指标要求越来越高.整车行驶过程中有很多噪音,如发动机噪音、胎噪、变速器齿轮啸叫等.这些噪音很容易被顾客听到和抱怨,所以我们必须通过测试分析找到噪声源,然后采取一些措施降低整车噪音,达到顾客接受的程度.
齿轮啸叫是影响入耳听觉舒适度一个重要方面,变速器齿轮啸叫是一种高频噪音,与发动机转速和齿轮齿数有关.其传递路径是由啮合的承载齿轮到轴承,再传递到变速器壳体,经变速器壳体到汽车车身,再到顾客耳中.所以要减小齿轮啸叫有两种措施：一、从噪音传递路径入手,优化悬置,抑制换挡钢索振动,增加声学包；二、从变速器本身参数入手,优化轴和壳体模态,提高轴承精度,进行齿轮修形等方式,抑制齿轮的啸叫.
2本文的研究意义和内容
2.1本文的研究意义
本文针对DAE某款变速器搭载整车上,采用噪声数采设备,分别在驾驶员右耳、变速器近场等位置布置麦克风,在一级减速齿轮、差速器壳体、输入轴末端位置布置振动传感器,采集振动噪声数据进行分析.通过阶次分析的方法,提取相应齿轮阶次下的振动噪声值,利用差值法与振动噪声总级进行比较.如果总声压级大于阶次噪声20dB (A)以上,则认为主观评价时入耳很难察觉变速器的啸叫.
2.2本文的主要研究内容
通过整车NVH试验,发现其啸叫阶次与一级减速齿轮阶次一致,判定产生啸叫的位置是一级减速齿轮.通过对一级减速齿轮的齿面修形,验证齿轮修形对变速器齿轮啸叫的影响.试验方案为经修形的变速器分别搭载到整车,通过数采设备测试每台变速器啸叫水平,每次试验结果与对标机相对比,判断哪种齿轮修形方案为最优.
3不同齿轮修形方案对变速器啸叫影响
3.1 第一种修形方案
第一种修形方案样机为1#机,试验工况为3档降速,测点为驾驶员右耳,试验结果如图3、图4：
1#机在降速工况高转速时,阶次数为34.1阶和其倍频出现明显噪声亮带,主观评价啸叫仍然明显.
3.2第二种修形方案
在方案一的基础上进行第二种齿轮修形,样机为2#机,见图5、图6.
2#机在1800rpm之后,与方案一结果类似,34.1阶噪声亮带明显；主观评价变速器啸叫明显,但略好第一种修形方案.
3.3第三种修形方案
结合方案一和方案二的试验结果,按照完全不同方向进行修形,样机为3#机,见图7、图8.
从试验数据上看,3#样机34.1阶次依旧明显,主观评价时发现2000-4300rpm存在啸叫.在降速至2000rpm出现啸叫,越接近怠速越明显,效果不及方案二.
3.4第四种修形方案
结合方案三,在方案二的基础上进行优化方案四,样机为4#,见图9、图10.
方案四的4#样机在降速工况下,34.1阶和其倍频68.2阶出现啸叫,但有所改善.在加速工况下,齿轮22.4阶啸叫仍旧明显.
3.5第五种修形方案
结合方案三、四,优化第五种方案,为5群样机,见图11、12、图13.
5棹样机34.1阶次在整个转速段贡献不明显,整个overall和阶次曲线趋势与对标机基本重合,overall与阶次曲线差值为28dB( A),大于20dB(A),主观评价基本听不到啸叫. 结论：第五种方案最佳,齿轮啸叫改善明显.
4总结与展望
4.1 总结
本文首先提出了变速器齿轮啸叫是影响整车NVH性能的主要因素之一,接着提出了解决齿轮啸叫两个主要方案,随后以整车NVH试验为基础,验证了齿轮修形对齿轮啸叫的影响.
4.2展望
变速器齿轮啸叫一直是一个重要的课题,它的根本原因不单单通过修形就可以完全解决,还有很多问题值得研究深思.我们应当拓展自己的思维,不仅要通过在变速器上做文章,更要考虑传递路径的问题.同时可以与CAE相结合,系统的对整个变速器进行分析.虽然很多难关没有攻克,但是我们不会气馁,不会停止脚步,我们必然会在这方面投入更多精力,勇往直前.
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