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【6h】

变速器系统变形对齿轮啸叫的影响分析

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声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 齿轮啸叫控制方法的国内外研究现状

1.3 主要研究内容及研究方法

2 变速器振动噪声产生机理

2.1 引言

2.2 变速器振动和噪声

2.3 齿轮啸叫的产生及控制

2.4 系统变形分析

2.5 齿轮传递误差

2.6 本章小结

3 单对齿变速器仿真分析与实验

3.1 引言

3.2 齿轴系统仿真分析模型

3.3 壳体模态分析

3.4 单对齿变速器动力学仿真分析

3.5 接触斑点实验

3.6 本章小结

4 变速器振动与噪声分析

4.1 引言

4.2 变速器声学边界元模型

4.3 振动与噪声分析结果

4.4 本章小结

5 系统变形对齿轮啸叫的影响分析

5.1 引言

5.2 传动轴刚度对齿轮传递误差的影响分析

5.3 轴承刚度对齿轮传递误差的影响分析

5.4 壳体刚度对齿轮传递误差的影响分析

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果

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摘要

变速器振动与噪声是影响汽车传动系统NVH性能的关键因素。长期以来,齿轮啸叫主要通过齿轮微观修形的技术手段来控制。但齿轮微观修形不能补偿由变形引起的啮合误差,修形效果不佳。因此,本文研究变速器系统(传动轴、轴承、壳体)变形对齿轮啸叫的影响。  总结分析了齿轮啸叫的产生机理、表现特征以及控制方法。推导了传动轴、轴承、壳体变形叠加到齿轮与传动轴关联点的6自由度变形计算公式。同时推导了考虑系统变形的齿轮传递误差计算公式。  以单对齿变速器为研究对象,对变速器壳体进行仿真模态分析与壳体模态实验,通过模态频率和振型的对比,验证了壳体有限元模型的准确性;基于Romax软件建立了变速器动力学仿真分析模型,进行传递误差、啮合错位量、接触斑点仿真分析;对单对齿变速器进行了接触斑点实验,实验结果与仿真结果基本一致,既探明了齿轮啮合情况也进一步验证了变速器动力学仿真分析模型的准确性。  基于实验验证后的变速器动力学仿真分析模型,分析了变速器在齿轮一阶传递误差激励下,转速在700-5000r/min范围内,轴承座的振动响应以及壳体辐射噪声在上、后、左、右场点位置的声压级大小。改变一阶传递误差幅值的大小,变化范围在0.3um至1.0um,分别计算出不同一阶传递误差幅值所对应的轴承座振动响应以及壳体辐射噪声声压级。分析结果表明:一阶传递误差幅值越大,轴承座产生的动态力越大,同一场点位置,壳体辐射噪声声压级越大;齿轮一阶传递误差幅值每减小0.1um,各场点在峰值频率点对应声压级降低1-2.5dB。  通过控制变量法,依次考虑传动轴变形、传动轴叠加轴承变形、传动轴叠加轴承和壳体变形,研究传动轴刚度、轴承刚度、壳体刚度对齿轮啸叫的影响。得出以下结论:齿轮啸叫对传动轴绕X方向(中心距方向)转动变形最为敏感,对绕Y方向(齿轮圆周力方向)转动变形的敏感度次之;在大扭矩下传动轴变形对齿轮啸叫会产生比较明显的影响;齿轮安装位置在前轴承附近,齿轮啸叫产生风险较大;前后轴承在X、Y方向相对变形越大,对传动轴绕Y、X方向的转动变形影响越大;同时增大前后轴承刚度,不一定对齿轮啸叫有减小作用;齿轮啸叫对轴承Y方向的变形最敏感,对X方向的变形的敏感度次之。增加壳体厚度有助于减小齿轮啸叫,但效果较差;当壳体壁厚较小时(3mm),相比于不考虑壳体情况下,壳体的弹性变形将会增大齿轮产生啸叫的风险。

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