變速器的NVH特性是影響整車平順性的重要因素之一。變速器的振動和噪聲越來越受到消費者和汽車制造商的重視。因此,研究變速器減振降噪的機理和方法具有重要的理論意義和工程實用價值。為了降低某中型載貨汽車六速手動變速器的振動和噪聲,本文以其為研究對象,通過仿真設(shè)計優(yōu)化和試驗驗證等手段,分別對齒輪與箱體進行研究分析最終確定該變速器齒輪優(yōu)化方案與箱體改進設(shè)計方案,并通過對比驗證方案的有效性。本文首先在RomaxDESIGNER中對該變速器的齒輪傳動系統(tǒng)進行了建模與仿真,通過仿真得到齒輪的傳動誤差曲線、傳動誤差峰峰值以及齒輪受載情況,之后以降低齒輪傳動誤差峰峰值、最大接觸應力以及改善傳動誤差曲線與齒輪受載情況作為優(yōu)化的目標,將齒輪修形作為優(yōu)化手段,通過設(shè)置修形參數(shù)為優(yōu)化變量完成該變速器的齒輪優(yōu)化,對優(yōu)化前后的齒輪進行對比以驗證本文提出的方案。其次,對齒輪系統(tǒng)進行了仿真和優(yōu)化后,又對箱體進行了模態(tài)分析,并將固有頻率與齒輪嚙合頻率進行了比較,發(fā)現(xiàn)變速器箱體在718Hz時會產(chǎn)生共振。之后,分析了箱體的頻率響應,提取了718hz時的表面速度和加速度。然后,分析了變速器的諧響應特性,以箱體表面的振動速度為輸出... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

齒輪嚙合原理圖

中北大學學位論文14沒有變形，同時主動齒輪的轉(zhuǎn)動絕對平穩(wěn)均勻，此時，主動齒輪與被動齒輪在嚙合過程中從嚙合點開始至嚙合結(jié)束所轉(zhuǎn)過的弧長相同，那么在這種情況下齒輪不會出現(xiàn)振動，也就不會出現(xiàn)噪聲，即：ω1×R1=ω2×R2（式2-1）但是在實際情況中，由于制造誤差與裝配誤差是無法避免的以及齒輪受載會變形，同時，齒輪會受到內(nèi)外部的激勵影響，所以當主動齒輪勻速轉(zhuǎn)動時，被動齒輪在一個嚙合周期內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度與理論角度并不相同（圖2-2所示），而實際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角的差值被稱為為傳動誤差（TransmissionError，TE）：TE=θ2z2z1-θ1(式2-2)其中，θ為轉(zhuǎn)角,z為齒數(shù)。圖2-2齒輪傳動誤差示意圖由于這個角度差值數(shù)值非常小，所以將其轉(zhuǎn)換為齒輪基圓上的位移，即齒輪傳動誤差計算公式為（單位為μm）：TE=θ2rb2-θ1rb1(式2-3)其中，rb為基圓半徑。齒輪的振動噪聲由齒輪內(nèi)部與外部的激勵所導致，齒輪的傳動誤差可以在數(shù)值上體現(xiàn)齒輪內(nèi)部與外部的激勵，即齒輪的內(nèi)外部激勵造成的齒輪振動噪聲可以用傳動誤差衡量，傳動誤差的波動情況可以反映齒輪傳動系統(tǒng)的噪聲。傳動誤差可以被認為是齒輪方面振動噪聲的主要因素且傳動誤差與噪聲成正比影響[75,76,77]，因此，傳動誤差是齒輪系統(tǒng)振動噪聲仿真和優(yōu)化的一個重要參考數(shù)據(jù)。

中北大學學位論文153）嚙合沖擊激勵由于生產(chǎn)與裝配的精度無法保證與所受載荷會發(fā)生變化而造成形變，齒輪組嚙合時會出現(xiàn)嚙入沖擊與嚙出沖擊的情況。嚙入沖擊與嚙出沖擊統(tǒng)稱為嚙合沖擊，這種情況的出現(xiàn)由于在工作過程中嚙入點與嚙出點會偏離理論位置從而產(chǎn)生沖擊。這種現(xiàn)象會產(chǎn)生激勵，這種激勵取決于齒輪的嚙合剛度，即嚙合剛度大小與嚙合沖擊激勵存在正比影響。正是由于存在這種關(guān)系，在工作時，隨著齒輪剛度連續(xù)變化，嚙合沖擊激勵也在相應地發(fā)生變化。2.3變速器箱體噪聲產(chǎn)生機理汽車變速器在工作時所產(chǎn)生的振動噪聲最終都是通過變速器箱體表面的振動與箱體的輻射噪聲來對外傳播的，因此，為了降低振動噪聲就有必要了解箱體噪聲的產(chǎn)生機理。變速器的箱體通過軸承與齒輪傳動系統(tǒng)進行連接，所以當齒輪系統(tǒng)進行工作時，由于嚙合而產(chǎn)生的振動、軸周期性旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動以及軸承產(chǎn)生的振動都會傳遞到箱體，造成箱體產(chǎn)生復雜的振動。如果當箱體的固有頻率與某檔位的嚙合頻率相近時，就會出現(xiàn)共振現(xiàn)象并造成振動噪聲擴大。與此同時，箱體還作為齒輪系統(tǒng)所產(chǎn)生噪聲的傳播介質(zhì)向外界傳遞噪聲。如圖2-3，無論振動還是噪聲，變速器的振動噪聲最終都在箱體上向外傳播，所以通過改善變速器結(jié)箱體的結(jié)構(gòu)可以減小變速器的振動噪聲。圖2-3變速器振動噪聲傳遞示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]汽車噪聲來源分析及降低噪聲方法的研究[J]. 陳曄.  內(nèi)燃機與配件. 2019(21)
[2]汽車變速器總成的噪聲源及降噪措施[J]. 施鴻煒.  內(nèi)燃機與配件. 2018(06)
[3]基于振動分析的旋翼試驗臺變速箱故障診斷[J]. 劉正江,陳煥,李新民,黃建萍.  直升機技術(shù). 2017(03)
[4]齒廓修形對汽車傳動齒輪齒面振動噪聲影響研究[J]. 潘海波.  機械傳動. 2016(11)
[5]汽車變速器齒輪嘯叫噪聲試驗[J]. 王澤貴,裴質(zhì)明,郝志勇,繆勇,周益,周觀鵬,田文華.  浙江大學學報(工學版). 2013(07)
[6]圓錐滾子軸承預緊力對變速器嘯叫噪聲的影響分析[J]. 張靖,陳兵奎,吳長鴻,李朝陽.  中國機械工程. 2013(11)
[7]汽車變速器噪聲及控制[J]. 黃森,鄭直,凌啟輝.  汽車工程師. 2013(04)
[8]多載荷工況下人字齒輪傳動系統(tǒng)振動特性分析[J]. 王峰,方宗德,李聲晉.  振動與沖擊. 2013(01)
[9]基于模態(tài)擴展的變速器箱體振動識別及輻射噪聲優(yōu)化[J]. 廖芳,高衛(wèi)民,王承,李俊鵬.  同濟大學學報(自然科學版). 2012(11)
[10]計及齒面摩擦的直齒輪動力學分析[J]. 張靖,陳兵奎,康傳章,吳長鴻.  振動與沖擊. 2012(21)

碩士論文
[1]變速器傳動系統(tǒng)振動仿真分析與修形研究[D]. 孫飛楊.合肥工業(yè)大學 2019
[2]基于齒輪修形的變速器嘯叫治理[D]. 劉祖飛.吉林大學 2017
[3]直齒錐齒輪修形技術(shù)研究[D]. 李朋超.延邊大學 2016
[4]船用齒輪箱結(jié)構(gòu)—聲耦合分析及減振降噪效果研究[D]. 宋建軍.重慶大學 2015
[5]變速器振動仿真分析與實驗研究[D]. 朱敏如.華南理工大學 2013
[6]轎車變速器噪聲機理分析及控制[D]. 李進超.重慶大學 2012
[7]漸開線圓柱直齒輪的參數(shù)化修形[D]. 蘭明.太原理工大學 2011
[8]汽車變速器NVH的測試分析與改進[D]. 祁玲華.華東交通大學 2009
[9]MQ250汽車傳動器齒輪噪聲仿真與試驗研究[D]. 冉昌龍.吉林大學 2009
[10]汽車變速器振動與噪聲測試方法研究[D]. 徐宏.四川大學 2004



本文編號：3353588