齿轮参数设计对变速器NVH性能影响的研究

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变速器NVH测试的研究与改善

变速器NVH测试的研究与改善1 概述本文针对汽车上变速器的NVH 问题，利用理论分析和试验研究相结合的方法，找到变速器振动、噪声的主要源，并对噪声振动提出一些主观评价的方法，以及提出降低变速器振动、噪声的措施，以达到减少汽车传动系统的NVH 问题，提高乘坐舒适性。

2 变速箱NVH 的研究针对NVH 问题，通常变速器SOR 中会有明确的规定。

噪音异响要求：除图样和技术规范参数的要求外，零部件在进行整车试验时，不得发生任何异响；主观评价要求：噪音传递≥8。

噪音水平要求：在整车上的700rpm～5800rpm 转速范围内不能出现明显的齿轮阶次噪音，变速器的阶次噪音要求比整车总体噪音低10dB。

由变速器SOR 中NVH 要求可知，通常齿轮传动在NVH 问题扮演着十分重要的角色，即发生源。

齿轮传动有很多优点，传动比稳定，速比范围大，圆周速度高，传递功率大，效率高，工作可靠，寿命长。

但是齿轮传动易产生噪声，尤其是在高速运转情况下更为突出，一般齿轮传动的噪声频率在20～20000Hz，这正是人的听觉最易感受的频率范围。

噪声会使人疲劳，有碍人体健康，并会降低齿轮的使用寿命。

因此，我们应尽可能地认识齿轮噪声的产生机理并采取相应的措施。

齿轮传动广泛应用于变速器总成中，齿轮传动的特点是轮齿相互交替啮合，在节点之外的啮合处既有滚动又有滑动，不可避免地要产生齿与齿之间的撞击与摩擦。

轮齿在啮合和脱离过程中产生的周期性冲击噪声的基频即为齿轮的啮合频率。

啮合频率Fm=nz/60（Hz），式中n 为转速（r/min），z 为齿轮齿数。

3 齿轴参数对NVH 的影响齿轮宏观参数、微观参数以及加工策略是影响NVH 的主要方面。

齿轮宏观参数主要是模数、压力角、螺旋角、重合度、侧隙、阶次差等。

微观参数主要是齿轴变形、齿轮错位、传递误差、接触区域等。

齿轮加工方式主要是加工齿轮时的精度、齿面纹路等。

齿轮宏观参数中，重合度是齿轮传动质量的重要指标，重合度越大，表明同时参与啮合的齿对数最多，多对齿轮啮合的时间越长，以致每一对齿所承受的载荷越小，从而使齿轮的承载能力相对地提高，而且传动更加平稳。

某二级斜齿圆柱齿轮减速器NVH性能预测及优化

（１．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＢｕｓｉｎｅｓｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１５２０，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＮｅｘｔｅｅｒＳｔｅｅｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１５２０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔｉｓａｓｔｕｄｙｏｎａｔｗｏｇｒａｄｅｈｅｌｉｃａｌｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｇｅａｒｒｅｄｕｃｅｒｉｎｔｈｅｐｈａｓｅｏｆｐｒｏｄｕｃｔｄｅｓｉｇｎ．ＩｎｔｅｒｍｓｏｆＮＶＨｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，ｆｉｒｓｔｌｙ，ｗｅｕｓｅｄｔｈｅＲｏｍａｘｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｆｏｒｅｃａｓｔｔｈｅｇｅａｒｒｏｔｏｒｓｙｓｔｅｍｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｇｏｔｔｈｅ６ｂｅａｒｉｎｇｓ’ｆｏｒｃｅｒｅｓｐｏｎｓｅ；ａｎｄｔｈｅｎｔａｋｉｎｇｂｅａｒｉｎｇｓ’ ｆｏｒｃｅｓａｓｅｘｃｉｔｉｎｇｆｏｒｃｅｓ，ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｔｈｅｓｈｅｌｌｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ｆｉｎａｌｌｙ，ｂｙＭＡＴＶｍｅｔｈｏｄ，ｉｔｐｒｅｄｉｃｔｅｄｔｈｅｒａｄｉａｔｅｄｎｏｉｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｈｅｌｌ，ａｎｄｉｔｉｓｋｎｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｒｅｄｕｃｅｒｈａｓｔｈｅｒｉｓｋｏｆｐｒｏｄｕｃｉｎｇｌａｒｇｅｒｎｏｉｓｅ．Ｗｅｃａｍｅｕｐｗｉｔｈａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｓｈａｆｔｔｏｏｔｈｓｈｅｌｌｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｒｅｄｕｃｅｒ．Ｉｔｃａｎｂｅｓｅｅｎｆｒｏｍｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｍａｋｅｓｔｈｅｎｏｉｓｅｒａｄｉａｔｉｏｎｏｆｓｈｅｌｌｒｅｄｕｃｅｄｇｒｅａｔｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＮＶＨ；ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｒｒｏｒ；ｍｏｄｅｌａｃｏｕｓｔｉｃｔｒａｎｓｆｅｒｖｅｃｔｏｒ；ｇｅａｒｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｒｅｄｕｃｅｒ

细高齿设计在电驱动桥NVH优化中的应用

10.16638/ki.1671-7988.2020.10.028细高齿设计在电驱动桥NVH优化中的应用徐海军，陈威宇，李海建，彭南江，梁志（柳州五菱汽车工业有限公司，广西柳州545007）摘要：电驱动桥的NVH性能与齿轮的重合度有密切关系。

文章以我司实际开发的一款电驱动桥产品为例，在传动系统分析软件MASTA中进行齿轮设计和分析优化，比较了大螺旋角和细高齿两种设计方案对齿轮重合度的提升和对系统的影响，得出细高齿设计要优于大螺旋角设计，并通过实车测试验证了细高齿优秀的NVH性能。

该设计方法推广应用于后续开发的电驱动桥产品中，同样取得了优秀的NVH表现。

关键词：圆柱齿轮；细高齿；NVH；电驱动桥中图分类号：U463.212+.42 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)10-88-05Application of High Tooth Gear Design in NVH Optimization of Electric Drive Axle Xu Haijun, Chen Weiyu, Li Haijian, Peng Nanjiang, Liang Zhi( Liuzhou Wuling Automobile Industry Co., Ltd, Guangxi LiuZhou 545007 )Abstract: The NVH performance of the electric drive axle is closely related to the contact ratio of the gears. In this paper, an electric drive axle product developed by our company is taken as an example.The gear design and analysis optimization was carried out in MASTA - a software for the analysis of drive line paring the designs of large helix angle and high tooth gear to the contact ratio of the gears and the influence on the system, it is concluded that the high tooth gear design is superior to the large helix angle design, and the excellent NVH performance of high tooth gear is verified by a practical test. This design method has been further used for the subsequent electric drive axle products, and also achieved excellent NVH performance.Keywords: Cylindrical gear; High tooth gear; NVH; Electric drive axleCLC NO.: U463.212+.42 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)10-88-051 前言随着我国社会经济发展水平的提高，消费者对汽车乘坐舒适性的要求越来越高，NVH（noise噪声，vibration振动，harshness声振粗糙度）已成为汽车性能的关键指标之一。

分析主减速器总成NVH性能优化

图9 优化方案实车测试结果
4 结论
主减器总成NVH问题的产生最根本原因是主减速器总成零件刚度强度不足，造成主被齿啮合错位量较大达不到设计要求，这是某车型后桥传动系统振动噪声较大的主要原因，通过改善后桥主减总成的刚度强度使得主被齿啮合错位量降低。最后通过实车验证后桥主减速器总成的啸叫也证明了本文对后桥主减总成的改进措施是有效的。
图1 差速器振动传递路径
图2 后桥传动系统振动
降低差速器引起的噪声的方法如下：（1）通过增加差壳、减壳、轴承等安装刚度以及通过齿轮修形降低齿轮啮合力（2）改良后桥传动系的振动特性，比如降低传动轴的扭转刚度，在传动轴输出或者输入端增加扭转减震器，可以减小后桥传动系统的扭转振动。（3）改良悬架，驱动系弯曲振动特性，使其避免共振而放大振动。悬架的纵臂、桥壳等高频率范围中存在很多弯曲共振。这些共振和传动系统的激振频率一致时就会恶化并导致噪声。
2.2 后桥主减总成改进方案 CAE分析结果
对改进后的主减速器总成进行CAE分析，主减速器总成的应力及变形情况比原方案有了很大的
改善达到了预期的效果。主齿小轴承垫片的应力水平从原来的443.7 MPa降低到了305.2 MPa＜ 430 MPa（材料屈服强度），主齿大轴承垫片的应力水平从原来的508 MPa降低到了74.22 MPa ＜430 MPa（材料屈服强度），隔套的应力水平从原来的271.5 MPa降低到了213 MPa＜245 MPa（材料屈服强度），主减速器壳体的强度和变形量都有了明显的改善。差速器的强度和变形量也都有了明显的改善。主减速器总成刚度的改善最直接的表现就是主被齿啮合点错位量的改善如表3所示，改善后的主被齿啮合点错位量达到了格里森公司的要求。
1 主减速器总成啸叫原因分析

纯电动汽车高速齿轮传动NVH性能优化研究

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８４２５（ｚ）．２０１７Ｈ性能优化研究
，２潘晓东１，刘祥环１，黎㊀超１
（１．株洲齿轮有限责任公司，湖南株洲４１２０００；（２．中南大学机电工程学院，长沙４１００８３）摘㊀㊀㊀要：汽车进入电气时代后带来了高速传动，纯电动汽车（ＢＥＶ）驱动电机的输出转速超００００ｒ／ｍｉｎ，随后带来的高速噪音问题也成为了行业难题，因此高速齿轮传动ＮＶＨ性能过了１优化攻关作为纯电动汽车减速器核心技术备受海内外学者和研究机构关注。借助ＳＭＴ／ＭＡＳＴＡ软件对变速器设计参数进行优化与仿真分析，通过不同扭矩下的齿面接触斑点试验对软件仿真的齿面接触应力分布进行标定，优化仿真模型，通过仿真数据和优化算法求解出最佳宏观参数ＭＳ／ＮＶＨ和微观参数的组合，零件试制完装配后进行吊装试车主观评价测试，再通过西门子Ｌ便携式测试仪对ＮＶＨ性能优化结果进行验证。关㊀键㊀词：ＢＥＶ减速器；高速齿轮传动；ＮＶＨ优化中图分类号：Ｕ４６９．７２㊀㊀㊀㊀文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－８４２５（２０１７）１１－００２５－０７
第３１卷㊀第１１期
重庆理工大学学报（自然科学）
２０１７年１１月
Ｎｏｖ．２０１７ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）Ｖｏｌ．３１㊀㊀Ｎｏ．１１

齿轮修形参数对变速箱传动特性影响的研究

文章编号:1004-2539(2012)09-0008-04齿轮修形参数对变速箱传动特性影响的研究杨本洋1　褚超美1　汤海川2　缪　国2(1上海理工大学机械工程学院,　上海　200093)(2上海汽车变速器有限公司,　上海　201802)摘要　针对齿轮传动中的振动和噪声问题,以Masta为仿真分析平台,通过对某变速箱主减速齿轮修形的仿真计算,得到了齿顶修缘量、齿形和齿向鼓形量等修形参数的变化对齿轮传动特性的影响规律。

在对齿轮传动误差和齿面最大接触应力变化规律研究的基础上,选取了目标机型主减速齿轮的最佳修形参数。

噪声试验结果表明,变速箱主减速齿轮修形后,齿轮啸叫得到了明显改善。

关键词　变速箱　噪声　齿轮修形　仿真分析Research on Effects of Gear Modification Parameterswith Gear-box Transmission PerformanceYang Benyang1　Chu Chaomei1　Tang Haichuan2　Miao Guo2(1Coll ege of Mechanical Engineering,Univers ity of Shanghai for S cience and Technol ogy,Shanghai200093,China)(2Shanghai Automobile Gear Works Co.,Ltd.,Shanghai201802,China)A bstract　Focusing on the vibration and noise of gear transmission,taking Masta software as the analysis plat-form,by simulating and computing the modification of main reduction gear of a transmission,the effect relations be-tween change of modification parameters such as tip relief,barreling relief and crowning relief with characteristic of gear transmission is obtained.The optimum modification parameters are selected based on the study of the law of gear transmission error and max contact pressur e.Noise test result shows that the squeal of the transmission is reduced ef-fectively after gear modification.Key words　Transmission　Noise　Gear modification　Simulation analysis0　引言齿轮是汽车变速箱动力传递的关键载体,也是变速箱噪声产生的主要来源。

汽车变速器齿轮设计及问题研讨

汽车变速器齿轮设计及问题研讨1. 引言1.1 研究背景汽车变速器齿轮设计是汽车传动系统中的核心部件，直接影响着汽车的性能和稳定性。

随着汽车工业的快速发展，对于汽车变速器齿轮设计的要求也越来越高。

目前市场上存在着很多变速器齿轮设计方面的问题，例如噪音过大、传动效率低、寿命短等。

这些问题不仅影响了汽车的运行效果，还可能对驾驶员的驾驶体验造成不良影响。

进一步研究汽车变速器齿轮设计原理及问题成为了当下的重要课题。

通过对现有变速器齿轮设计进行深入分析，找出问题所在，并提出优化设计方法，可以有效提高变速器齿轮的性能和可靠性。

对材料选择与加工工艺进行研究，也能够为汽车变速器齿轮的设计和制造提供更好的支持。

通过性能测试与评估，更加客观地了解汽车变速器齿轮的性能表现，为进一步的优化设计提供依据。

【这是研究背景的内容，总字数2000字。

】1.2 研究目的汽车变速器齿轮设计及问题研讨研究目的：研究目的是通过深入探讨汽车变速器齿轮设计及存在的问题，找出优化设计方法，提高变速器的效率和性能，减少故障率，增强汽车的可靠性和耐久性。

研究目的还包括对现有的材料选择和加工工艺进行分析和评估，以寻找更加适合变速器齿轮的材料和工艺，从而提高变速器的质量和寿命。

通过对变速器齿轮的性能测试和评估，进一步验证优化设计方法的可行性和效果，为汽车行驶安全和稳定提供更好的保障。

研究目的在于为汽车行业提供更加先进和可靠的变速器技术，促进汽车工程的发展和进步，为广大汽车用户提供更好的驾驶体验和安全保障。

通过本研究，希望能够为汽车变速器齿轮设计领域的研究和实践提供一定的参考和借鉴，推动汽车工业的持续发展和提升。

1.3 意义和价值汽车变速器齿轮设计及问题研讨的意义和价值在于提高汽车传动系统的效率和性能，从而提升整车的性能和驾驶体验。

通过深入研究变速器齿轮的设计原理，分析现有设计中存在的问题，探讨优化设计方法和材料选择与加工工艺，可以有效提高汽车变速器的可靠性和耐久性，减少故障率和维修成本。

浅析变速器齿轮设计

浅析变速器齿轮设计摘要：变速器作为汽车的核心组成部分，通过不同的齿轮组合将发动机输出扭矩和转速转变为所需的扭矩和转速，获得不同的动力输出。

在汽车机械式变速器中，齿轮是决定其性能最重要的部件，不仅影响到变速器的使用寿命，而且还决定了变速器的 NVH 性能。

本文针对轻微型商用车的变速器齿轮，对其进行设计，详见如下。

关键词：变速器；齿轮；设计1齿轮的材料选择在齿轮选材方面，国外大都采用铬镍合金钢，国内主要采用20CrMnTiH和20CrNiMoH等合金钢。

变速器齿轮中渗碳层的数值一般较为固定，当渗碳层深度范围为1.1~1.7mm时，法面模数的应用参考值为mn≥5mm；当渗碳层深度范围为0.8~1.3mm时，法面模数的应用参考值尽量为mn≥5mm；当渗碳层深度范围为0.7~1.2mm时，则法面模数的应用参考值为mn≤3.5mm。

2齿轮主要参数选择(1)齿数:齿数的选择一般应满足以下4个条件:满足传动比及行星齿轮互不干涉等要求；获得尽可能高的动力性与经济性要求；不产生根切现象；可相互啮合的齿轮，其齿数不能存在公因数。

(2)压力角:一般选择25º压力角以获得最大强度，直齿轮一般保持在28º。

此外，节圆处渐开线曲率半径与齿根圆齿厚会随着压力角的增大而增大，使不根切的最少齿数减少，接触强度提高。

(3)模数:齿轮模数取决于轮齿的弯曲疲劳强度等因素，考虑到维修难度与加工工艺性，变速器中不宜采用过多的齿轮种类。

常规设计是一、倒挡齿轮使用1种模数，高速挡齿轮使用1种模数，中间挡齿轮模数取二者之间。

此外应注意增大模数、减小齿宽会使变速器减重；而减小模数、增大齿宽会使变速器降噪。

轿车对变速器的噪声要求较高，而货运应注重质量要求。

(4)螺旋角:为了保证齿轮间的啮合度，一般采用较大的螺旋角，然后检测其运转是否平稳，运转噪音是否过大等，无异常现象则可以投入使用。

需要注意的是螺旋角不宜太大，以避免齿轮出现弯曲等现象。

汽车变速器齿轮设计及问题研讨

汽车变速器齿轮设计及问题研讨汽车变速器是汽车的重要部件之一，用于调整发动机输出转矩与车轮转速之间的匹配关系，以实现不同速度的行驶。

而变速器齿轮作为变速器的核心组成部分，对于变速器的性能和可靠性起着重要的影响。

本文将探讨汽车变速器齿轮的设计及可能出现的问题。

齿轮的设计需要考虑到传动比和齿轮的强度。

传动比是齿轮减速或增速的比例，决定了汽车的最高速度和加速性能。

传动比的选择需要综合考虑车辆的使用情况和发动机的特性。

齿轮的强度需要满足汽车的使用要求，避免因负载过大而导致齿轮断裂或磨损加剧。

齿轮的材料选择也是关键。

常用的齿轮材料有铸铁、钢和塑料等。

铸铁齿轮具有良好的强度和耐磨性，但重量较大；钢齿轮具有较高的强度和耐磨性，但价格较高；塑料齿轮具有较低的噪音和重量，但强度较低。

根据汽车的使用要求和经济性，需要选择适合的齿轮材料。

齿轮的几何参数也需要进行设计。

齿轮的模数、齿数和齿型都会影响其传动性能和噪音水平。

模数是齿轮齿数和齿轮直径比值的倒数，决定了齿轮的结构尺寸；齿数是指齿轮上的牙齿数目，通常选择合适的齿数可以减小齿轮噪音；齿型是指齿轮齿条的形状，常见的有直齿、斜齿、渐开线齿等。

不同的几何参数组合可以实现不同的传动特性。

汽车变速器齿轮在使用过程中可能会出现一些问题。

常见的问题包括齿轮磨损、齿轮断裂和齿轮噪音等。

齿轮磨损是由于长时间大负载工作引起的，需要定期更换齿轮。

齿轮断裂可能是由于设计上的缺陷或者负载过大引起的，需要进行结构优化或者重新选择材料。

齿轮噪音可能是由于设计不合理或制造工艺不良等原因引起的，需要加强质量控制和确定合适的齿型。

汽车变速器齿轮的设计及问题研讨是一个复杂而重要的课题。

通过合理的设计和优化，可以提高汽车变速器的可靠性和性能，进一步改善汽车的行驶体验。

MPV驱动桥主减速器齿轮啮合斑点调整对整车NVH的影响

图３　驾驶员右耳处（匀速典型工况）
从测试数据可以看出，无论是匀速典型工况还是加速典型工况，在测试车内前、中、后三个不同的测试位置，驱动桥主减速器啮合斑点优化后，测试分贝值都有明显降
图４　中排中间处（匀速典型工况）
图５　后排中间处（匀速典型工况）
图６　驾驶员右耳处（加速典型工况）
３．５　啮合斑点固化
不断调整啮合斑点，采用相同的测试对比方法，找出其他合乎整车NVH要求的啮合斑点并将它记录固化，完善进装配工艺要求中，如图7所示。

（下转第110页）。

汽车变速器齿轮设计及问题研讨

汽车变速器齿轮设计及问题研讨汽车变速器是汽车的重要部件之一，承担着传递发动机动力到车轮的功能。

而变速器中的齿轮则是变速器最关键的部件之一。

齿轮的设计直接关系到汽车变速器的传动效率、噪音、寿命等方面问题，因此对齿轮的设计和问题的研讨是汽车行业中很重要的一个领域。

齿轮是变速器中的正传动件，其设计主要包括齿面形状、齿数、模数、齿宽等方面。

在齿面形状方面，要满足齿面接触和滚动的要求，避免齿面磨损和断裂。

在齿数方面，要考虑传动比的大小、齿轮直径的限制、传动效率等因素。

在模数方面，要根据齿轮的载荷、工作环境等条件进行选择，在满足强度要求的基础上，尽可能缩小齿轮体积。

在齿宽方面，要满足承受载荷的要求，避免齿面变形和折断。

虽然齿轮的设计过程中可以通过一系列的计算方法和模拟分析工具来进行优化，但是在实际应用中仍然容易出现一些问题。

其中比较常见的问题如下：1. 齿面磨损：齿轮在工作中会因载荷和摩擦而导致齿面磨损，这会导致传动效率下降、噪音增大等问题。

可以通过优化金属材料、表面硬化处理等方式减少磨损。

2. 齿面斜度不均匀：齿面斜度不均匀会导致齿轮的载荷不均匀，从而影响齿轮的寿命。

可以通过改变齿轮加工工艺和优化齿面设计等方式解决。

3. 齿轮的噪音：齿轮在工作中会产生一定的噪音，这主要是由于齿面间的相对运动所引起的振动产生的。

可以通过优化齿面的设计和表面质量、加强齿轮箱的减振措施等方式减少噪音。

除了上述问题外，还有一些其他的问题，如齿轮失效、齿形修磨、齿轮残余应力等。

这些问题的出现都会影响齿轮的使用寿命和运行效率，对于汽车等传动系统来说都是不利的。

因此，齿轮的设计和问题研讨对于汽车变速器的性能提升和维护都是至关重要的。

未来，随着汽车工业的不断发展和需求的不断增长，齿轮技术也将不断改进和突破，以满足汽车传动系统的更高要求。

齿轮 NVH分析

• 考虑发动机曲轴系振动的主要谐次Usually only
engine main order torsional vibrations are considered (i.e. 2nd order for I4 engines)
• 飞轮端转速边界条件以运动轨迹形式定义。可通过发动机曲柄连杆机构计算或实测来获得。 Angular motion is defined for driving body (i.e. DMF
• 手动变速箱 Manual Transmission • 自动变速箱 Automatic Transmission • 双离合器变速箱 Twin Clutch Transmission
分析目标 Analysis Targets:
• 振动与噪声 NVH (Gear Rattle, Gear Whine) • 动力学载荷 Bearing Load Analysis • 部件动态强度 Strength & Durability of Transmission
Engine Engine
Entire Power Unit Analysis with Engine – w/ or w/o Additional Excitations - and Transmission Bodies:
EXCITE PU中的体单元
• 轴类Shafts • 齿轮盘类 • 终端传动
l l l
结合声学预测工具，可进行外声场齿轮箱结构辐射噪声预测. 分析齿轮传动系与发动机内部曲轴系耦合动力学特性. 集成化计算由发动机端与齿轮箱端组成的动力总成结构强度和NVH特性.
Figure No. 6
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汽车变速器齿轮设计及问题研讨

汽车变速器齿轮设计及问题研讨【摘要】汽车变速器齿轮是汽车传动系统中至关重要的部件，其设计和制造质量直接影响着汽车的性能和可靠性。

本文首先介绍了齿轮传动的原理与分类，进一步探讨了汽车变速器齿轮设计的关键要点。

随后分析了常见的汽车变速器齿轮问题及对策，以及齿轮材料选择与加工工艺的重要性。

也强调了齿轮润滑与维护对延长齿轮使用寿命的重要性。

在探讨了汽车变速器齿轮设计的发展趋势，技术改进与挑战，并提出了未来的研究方向。

通过本文的研讨，可以更深入地了解汽车变速器齿轮设计中的关键问题，为现代汽车工程技术的提升提供有益参考。

【关键词】汽车变速器齿轮设计，齿轮传动原理，齿轮分类，变速器齿轮设计要点，汽车变速器齿轮问题，齿轮材料选择，齿轮加工工艺，齿轮润滑，齿轮维护，发展趋势，技术改进，挑战，研究方向。

1. 引言1.1 汽车变速器齿轮设计及问题研讨汽车变速器齿轮设计是汽车传动系统中至关重要的组成部分，它直接影响着车辆的性能和驾驶舒适度。

随着汽车工业的不断发展和进步，变速器齿轮设计也在不断地进行改进和优化，以适应不断变化的市场需求。

本文将对汽车变速器齿轮设计及问题进行深入研讨，探讨齿轮传动的基本原理和分类，分析变速器齿轮设计的要点，总结常见的汽车变速器齿轮问题及相应的解决对策，介绍齿轮材料选择和加工工艺，讨论齿轮润滑与维护的重要性。

通过对汽车变速器齿轮设计的研究和探讨，我们能够更好地了解汽车传动系统的工作原理，提高汽车的传动效率和可靠性，确保车辆行驶的安全和舒适性。

我们也将探讨汽车变速器齿轮设计的发展趋势，技术改进与面临的挑战，以及未来的研究方向，为汽车工业的进步和发展做出贡献。

2. 正文2.1 齿轮传动原理与分类齿轮传动是一种常见的机械传动形式，通过齿轮之间的啮合实现力的传递和速度的变换。

根据齿轮的结构和工作原理，可以将齿轮传动分为直齿轮传动、斜齿轮传动、螺旋齿轮传动、锥齿轮传动等几种不同类型。

直齿轮传动是最常见的一种齿轮传动形式，工作原理是通过相互啮合的齿轮传递力和转矩。

基于齿轮传递误差的电动汽车减速器NVH性能优化

2023年第47卷第10期Journal of Mechanical Transmission基于齿轮传递误差的电动汽车减速器NVH性能优化于子强1,2于慧1于仁萍1（1 烟台职业学院交通工程系，山东烟台264670）（2 天津职业技术师范大学机械工程学院，天津300222）摘要电动汽车减速器齿轮的工况具有转矩转速范围广的特点，齿轮副在不同转速和转矩工况下的传递误差不同。

为此，针对电动汽车的常用转速段和常用转矩段，对传递误差进行优化改善，以优化减速器噪声、振动与声振粗糙度（NVH）性能。

首先，结合Abaqus和Masta软件建模，分析不同转速转矩下的传递误差；然后，基于常用转速和转矩工况时的数据对齿轮进行修形，并分析了修形后的传递误差；最后，通过减速器振动噪声对比试验，得出修形效果。

结果表明，减速器大部分时间以常用转速和转矩运转，基于此工况时的传递误差数据进行修形，使减速器噪声降低了约5 dB（A），优化了减速器NVH性能。

关键词电动汽车减速器常用转矩转速段传递误差NVH性能齿轮修形Optimization of NVH Performance of Electric Vehicle Reducers Based onGear Transmission ErrorYu Ziqiang1,2Yu Hui1Yu Renping1（1 Department of Transportation Engineering, Yantai Vocational College, Yantai 264670, China）（2 School of Mechanical Engineering, Tianjin University of Technology and Education, Tianjin 300222, China）Abstract Electric vehicle reducer gears have a wide range of torque speed when working, and transmis⁃sion errors of gear pairs are different under different speed and torque conditions. In order to optimize the noise, vibration and harshness (NVH) performance of the reducer, the transfer error is optimized and improved for the common speed segment and common torque segment of electric vehicles. Firstly, Abaqus and Masta software are used to model and analyze the transmission error under different speed and torque conditions. Then, the gear is modified based on the data of common speed and torque conditions, and the transmission error after modification is analyzed. Finally, the modification effect is obtained by comparing the vibration and noise test of the reducer. The results show that the reducer runs at the usual speed and torque most of the time, the noise of the reducer is reduced by about 5 dB（A） and the NVH performance of the reducer is optimized by modification based on the transmission error data in this working condition.Key words Electric vehicle reducer Common torque speed Transmission error NVH performance Gear modification0 引言作为一种新能源汽车，电动汽车近几年的市场需求大幅增加，同时，电动汽车在研发和使用过程中也出现了一些共性问题。

从齿轮传递精度对车辆传动系NVH的研究

ｊａｉｄＶ，ｄｏｉｉｇａ ’ｅｎｏｔａｓｒｒｉｏｆａｙｅｕｎ ’ｆｖｒｔｃａＨａｄｙｇｅｓｅｈｏｏｔｌｅｒｆｐｅｓｎｎｌｄｃｇｔｉａｎｎｓｎＮｎｍｆｎｒｔｔｔｃｒｔｎｅｃｉ，ｌｒｉｉｓ胁ｂ－；ｈｉ
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关键词：传动系；传递误ｈｇｆｅｓｅｄｘｅａｓｉｉｅｂｘｂｓｄｎＭｄｎｅｉｆｏ —ｌＡｓａｔｒｅｒｉｉ－ｅｉｄｔｎｍｓｏｇａｏａｏｅｓｎｒｍｄｒｓｃｎａｒｐａｓｒｓｎｒｅｏＤｇｙ
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浅谈汽车变速器NVH的测试分析

当变速器输入转速为４０００ｒ／ｍｉｎ时，要求的传动系的一个２阶振动频率，由式（１）可知振动频率为１３３Ｈｚ。
档位齿的啮合阶次计算如下公式：
Ｏｒｄｅｒ＝Ｚ１（２）
式中，ｏｒｄｅｒ为某档位的啮合阶次，Ｚ为某档位主动齿的齿数主减速器齿轮啮合阶次计算：
兽
、
簧板嗵∈
速度／（ｄｍｉｎ）
图１啸叫噪声
・３２・
汽
齿
科
技
２０１３笠
１．１变速器啸叫产生的原因
齿轮啮合动态激励是齿轮系统产生振动和噪声的主要原因。齿轮动态激励主要分为三种：刚度激励、误差激励和啮合冲击激励。一般来说影响齿轮振动噪声的因素中，齿形齿向的误差影响最大，或者从某种意义上讲，齿轮振动噪声的影响以一定的形式反映在齿向齿形上。
两种方式传递至车厢内。例如：① 齿轮啮合啸叫— — 壳体结构振动— —传递路径上产生共振
— —
整车悬置— —整车振动—— 车内噪音；② 齿轮啮合噪音—— 壳体辐射噪音— — 车内噪音。
（由于测试过程中主观判断为空气传递，因此在测试过程中不考虑壳体的振动因素）。
３测量方法和分析
３．１测试仪器及设备本测试采用Ｈｅａｄ公司噪声振动方面的软硬件。噪声信号用ＧＲＡＳ公司的专用麦克风拾取信号，而信号采集由ＳＱｕａｄｒｉｇａ便携式四通道采集前段，信号分析软件为Ａ￣ｅｍｉｓ后处理分析

汽车变速器齿轮设计及问题研讨

汽车变速器齿轮设计及问题研讨随着汽车的普及和人们对行车安全、舒适性和燃油经济性等方面的要求不断提高，汽车变速器作为汽车动力传递装置的重要组成部分，其设计和运行质量越来越受到关注。

汽车变速器齿轮是变速器中最关键的零件之一，其设计和制造质量直接影响到汽车变速器的性能和可靠性。

本文将探讨汽车变速器齿轮的设计及可能出现的问题。

1. 转速匹配：汽车变速器中的齿轮传动，要求各级齿轮转速之比均需满足设计要求，以实现变速器的不同挡位。

在设计过程中需要对每一齿轮的模数、齿轮轴芯的长度、齿轮轴芯的位置等进行计算和校核，以满足转速匹配的要求。

2. 扭矩传递：汽车变速器齿轮所需的扭矩传递能力应满足汽车的设计要求。

在计算和校核过程中，需要确定每一齿轮的承载能力和传递扭矩需求，以保证汽车变速器的可靠性和安全性。

3. 精度控制：汽车变速器齿轮制造的精度控制是确保变速器正常工作和性能稳定的重要因素之一。

在齿轮制造过程中，需要控制齿轮的齿面粗糙度、齿面硬度、齿轮轴芯的偏差等因素，以确保齿轮制造的质量。

4. 噪音控制：汽车变速器齿轮的设计和制造质量直接影响到汽车变速器的噪音水平。

在齿轮设计过程中，需要通过合理的参数选取和设计，以减小齿轮之间的干涉和提高传动稳定性，从而减小噪音产生的概率。

二、汽车变速器齿轮可能出现的问题1. 齿轮强度不足：汽车变速器齿轮在工作过程中可能会出现齿轮疲劳断裂、齿面损伤等问题，如果齿轮的强度设计不足，会导致齿轮的寿命变短或造成其它安全隐患。

因此，在齿轮设计过程中，需要考虑齿轮的强度并进行校核，以确保齿轮的可靠性和安全性。

2. 齿轮磨损过大：汽车变速器齿轮在长时间的工作过程中，齿面摩擦会产生磨损，如果齿面磨损过大，会导致变速器的工作效率下降、噪音增大和工作温度升高等问题。

因此，在齿轮制造和使用过程中，需要控制齿面质量、使用合适的润滑油和加强保养维护等方面来减小齿轮磨损。

3. 齿轮干涉：汽车变速器齿轮之间的干涉问题是造成齿轮损伤和噪音产生的一个主要原因。

齿轮参数设计对变速器NVH性能影响的研究

齿轮参数设计对变速器NVH性能影响的研究发表时间：2020-10-20T02:17:07.654Z 来源：《中国科技人才》2020年第18期作者：杨恺杨娟梅[导读] 啸叫噪声为单一阶次的高频率噪声，频率范围集中在700～4000Hz之间。

齿形齿向的误差产生的影响最大，因齿形齿向的误差直接影响传递误差的幅值，因此齿形齿向的微观参数、传递误差与齿轮啮合冲击造成的噪声有着非常重要的相关性。

舍弗勒贸易（上海）有限公司摘要：变速器是汽车动力传动系统的重要组成部分，同时也是传动系统振动噪声的主要源头之一，对整车的NVH性能有比较重要的影响，因此变速器NVH测试分析和改善的重要性和必要性不言而喻。

本文旨在通过探究齿轮几何参数对齿轮传动中齿轮啮合冲击的影响，进而减小振动的影响规律，总结出齿轮的相关参数与噪声源之间的关联性和降低噪声的路径，从而为低噪声的高性能变速器设计提供理论支持。

关键词：变速器；NVH；齿轮修形；优化方法随着乘用车性能越来越高，驾驶者和乘客对汽车乘坐舒适性也有越来越高的要求，变速器NVH问题成为当前动力总成传动系统急待解决的问题之一。

齿轮系统的振动状态表现出的噪音中变速器啸叫是由齿轮啮合和滚动接触噪声造成的，而优化齿轮参数是改善变速器啸叫噪声的一个重要途径，通过微观的修形，以达到减小传递误差、均匀载荷、缓和啮合冲击等作用，最终优化后的齿型参数使齿轮之间啮合运转平稳，啮合冲击较小，并结合数值仿真和试验验证等手段来达到降低变速器啸叫噪声。

一、噪声的来源啸叫噪声为单一阶次的高频率噪声，频率范围集中在700～4000Hz之间。

二、影响因素齿形齿向的微观参数通过对齿轮微观修形的方法，包括齿轮参数的定义、评价方法等来提高齿轮啮合性能，改善齿面应力接触均匀性，降低传递误差，进而降低变速器振动噪声。

某汽车齿轮精度对变速器传动效率的影响

技术应用ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴＶｏｌ．２６，Ｎｏ．１１，２０１９某汽车齿轮精度对变速器传动效率的影响唐　军（湖南猎豹汽车股份有限公司，湖南长沙４１００００）摘　要：传动系统的重要构成之一即是变速器，其运行效率对传动系统整体效率的改善具有显著作用。

对某汽车５档手动变速器的具体运行情况进行研究分析，分析在不同的工况之下，变速器传动效率受到的齿轮精度的影响。

研究结果显示磨齿工艺在提升变速器的传动效率方面效果显著。

关键词：齿轮精度；变速器；传动效率ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１９．１１．０８６　引言随着目前我国汽车行业的快速发展，对汽车运行效率以及节能技术提出了更高的要求，传动效率对汽车的经济性与运行效能具有重要影响，良好的传动设计能够显著减少传动系统的内部发热，提升汽车ＮＶＨ性能，本文以某汽车５档手动变速器为对象进行研究，分析齿轮精度与变速器效率之间的影响关系。

汽车齿轮精度的相关问题１．１　齿轮精度对汽车的影响作用在汽车整车运行过程中随着齿轮的精度等级的提升，能够促使齿轮载荷分布更为均匀，有效提升传递运动的稳定性与准确性，对汽车变速器运行具有重要影响。

对齿轮的振动冲击而造成的能量损失产生一定的缓冲作用。

由于齿距误差、螺旋线偏差、齿廓偏差等齿轮加工过程中存在的误差因素会导致齿面并不会呈现出理想完整的渐开线，传动比会随之而出现一定的变动，从动轮与主动轮之间会产生转角误差，运行过程中应当将其控制在一定的范围之内，使之契合齿轮啮合的基本定律［１］。

１）齿轮精度影响着传动侧隙合理性。

要求对其进行一定的润滑，一般在轮齿的非工作面间设置一定量的润滑油，以此实现对齿轮运行的及时润滑，对齿轮啮合过程中产生的热量起到一定的缓冲作用，避免齿轮出现受热膨胀等现象。

同时要求设置合适的齿轮侧隙，充分考虑到齿轮在正反转过程中出现的振动、噪声、冲击等因素［２］。

２）齿轮精度会影响到传递运动稳定性。

汽车变速器齿轮设计及问题研讨

汽车变速器齿轮设计及问题研讨随着汽车行业的快速发展，汽车变速器作为汽车的重要组成部分，其设计和性能需求也日益提高。

而其中的齿轮作为变速器的核心部件之一，其设计和制造的质量直接影响着变速器的性能和稳定性。

对汽车变速器齿轮设计及相关问题的研讨显得尤为重要。

一、汽车变速器齿轮的设计原则1. 高强度和耐磨损汽车变速器齿轮在工作时承受着高速旋转和强烈摩擦的压力，因此需要具有高强度和耐磨损的特点。

设计齿轮时，需要选用高强度的材料，并采用合理的齿轮参数和齿轮面的强化处理，以确保齿轮在高负荷工况下不易发生断裂和磨损。

2. 低噪音和高效率汽车变速器齿轮在运转时会产生一定的噪音，而高速旋转的齿轮摩擦也会引起能量损耗。

设计齿轮时需要考虑减小噪音和提高传动效率。

采用精密加工工艺和优化设计齿形参数，可以有效降低齿轮的噪音和提高传动效率。

3. 稳定可靠汽车变速器齿轮在工作时需要具有稳定可靠的特点，不仅要能够承受各种工况下的载荷和冲击，还要能够确保传动的平稳和可靠。

齿轮的设计需要考虑到各种工况下的受力情况，以确保齿轮能够稳定可靠地工作。

二、汽车变速器齿轮设计中的常见问题1. 齿面疲劳断裂齿轮在高速旋转和重载工况下容易发生齿面疲劳断裂现象，这不仅会导致齿轮的损坏，还会影响整个变速器的正常工作。

造成齿面疲劳断裂的原因主要包括材料选用不当、齿面设计参数不合理和制造工艺不到位等。

设计和制造齿轮时需要综合考虑这些因素，以确保齿轮能够具有足够的抗疲劳断裂能力。

2. 噪音和振动汽车变速器齿轮在工作时会产生一定的噪音和振动，如果噪音和振动过大就会影响驾驶舒适性和变速器的使用寿命。

造成噪音和振动的原因主要包括齿轮设计参数不合理、齿轮加工精度不够和齿轮安装配合不良等。

需要通过优化齿轮设计、提高加工精度和改进安装配合方式等方式来降低齿轮的噪音和振动。

3. 磨损和损伤齿轮在长时间的工作过程中会逐渐发生磨损和损伤，这不仅会降低齿轮的使用寿命，还会引起变速器的故障。