汽车变速器振动与噪声分析及控制方法研究

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汽车传动系统的振动噪声分析

汽车传动系统的振动噪声分析

汽车传动系统的振动噪声分析随着现代科技的不断发展,汽车已经成为人们生活中不可或缺的工具。

然而,一些汽车的振动噪声问题却成为了驾驶者和乘客的困扰。

振动噪声不仅会影响驾驶者的驾驶体验,还会给人们的身心健康带来负面影响。

因此,对汽车传动系统的振动噪声进行分析和研究,具有重要的意义。

首先,汽车传动系统的振动噪声是由多个因素共同作用引起的。

其中,最主要的因素之一是发动机的振动。

发动机是汽车传动系统的核心部件,它在运转过程中会产生各种振动。

这些振动通过传动系统传递到车辆的底盘、车轮以及车身上,从而产生噪音。

此外,变速器、离合器等传动系统的部件也会产生振动,进一步增加了噪声的强度。

其次,振动噪声的分析可以通过实验和模拟两种方法来进行。

实验方法通常使用专业仪器对汽车传动系统的振动进行测量,以获取振动信号的频率、幅度等信息。

通过对这些数据的处理和分析,可以了解到不同部件之间的相互影响以及振动噪声的来源。

模拟方法则是通过建立数学模型,使用有限元分析等方法对振动噪声进行模拟。

这种方法能够更好地理解振动噪声的传播规律和振动能量的变化情况。

在进行振动噪声分析的过程中,人们通常采用频谱分析的方法。

频谱分析是一种将时域振动信号转化为频域信号的方法,可以清晰地显示出不同频率分量的强度。

通过对振动信号的频谱分析,可以找到振动噪声的主要频率成分,进而确定噪声产生的原因。

在实际分析中,人们通常会将频谱分析与特征提取相结合,以获取更全面的振动噪声信息。

除了振动噪声的分析,人们还需要针对不同的振动噪声问题采取相应的解决措施。

一种常见的解决措施是通过优化设计来减少振动噪声的产生。

例如,在发动机设计中,可以采用平衡技术和减震装置来降低发动机的振动。

在传动系统设计中,可以优化齿轮的匹配度和传动系数,以减少噪声的传递。

另外,人们还可以通过加装隔音材料来吸收和隔离振动噪声,从而降低车内噪音的级别。

总之,汽车传动系统的振动噪声分析对于提高汽车的质量和舒适性具有重要意义。

变速器结构的噪声与振动特性分析与控制方法研究现状与应用

变速器结构的噪声与振动特性分析与控制方法研究现状与应用

变速器结构的噪声与振动特性分析与控制方法研究现状与应用现代汽车的变速器是车辆动力传递系统的核心部件之一,它不仅对车辆的性能和燃油经济性有着重要影响,还直接影响乘坐舒适性和驾驶者的使用体验。

然而,由于变速器的工作原理和结构特点,其运行过程中常常伴随着噪声和振动问题。

本文将对变速器结构的噪声与振动特性进行分析,并探讨一些常用的控制方法的研究现状与应用。

一、噪声与振动的来源与表征1. 噪声的来源与类型分析变速器噪声主要来自于齿轮传动和轴承,其产生的噪声类型可以分为齿轮噪声、轴承噪声和振动噪声等。

其中,齿轮噪声是最主要的噪声来源,其产生的原因主要包括齿轮间啮合时的撞击与滑移、齿轮的几何误差和动力传递过程中的冲击振动等。

2. 振动的表征与评价指标振动是变速器中普遍存在的问题,其主要通过振动加速度、速度和位移等物理量进行表征。

常用的振动评价指标包括峰值加速度、频谱分析、总振动值以及各种阻尼比、稳态振幅比等。

二、变速器结构的噪声与振动分析方法1. 有限元模态分析有限元模态分析是一种分析变速器结构振动特性的有效方法。

通过对变速器结构进行有限元建模,并进行模态分析,可以得到变速器在不同激励下的固有频率、模态形态以及固有振型等信息,从而为后续的振动控制提供依据。

2. 振动力学分析通过振动力学分析,可以研究变速器结构在工作过程中的振动响应。

该方法采用传递矩阵法或通过分析变速器的振动幅值、相位角等参数,确定振动源的位置和路径,并进一步预测和分析变速器结构的振动特性。

三、变速器结构的噪声与振动控制方法研究现状与应用1. 结构优化设计通过优化变速器结构,改善其动态性能和减小噪声振动问题是一种常用的控制方法。

例如,可以通过改善齿轮副的几何形状、选择合适的材料和加工工艺,从根本上减小齿轮噪声和振动。

2. 隔振控制技术隔振控制技术是一种有效的噪声与振动控制方法,它通过减小变速器与车辆其他部件的振动传递,达到降低噪声和振动的目的。

变速器振动对汽车噪声的影响分析

变速器振动对汽车噪声的影响分析

变速器振动对汽车噪声的影响分析李建伟;朱鹏伟【摘要】汽车在行驶过程中振动所产生的噪声,是评价该辆汽车性能好坏的一项重要指标,该指标直接影响乘客乘车的舒适性。

车辆在工作中产生振动的主要原因是发动机系统与传动系统。

变速器是传动系统的主要构成部分。

因此,汽车如何降低变速器的振动逐渐受到了足够的重视。

本文针对汽车变速器振动对噪声的影响进行初步研究,研究数据对提高汽车产品质量具有较大意义。

%Car in motion the process of vibration and noise generated by the evaluation is an important indicator of good or bad performance of the motor vehicle, the index directly affect vehicle ride comfort. The main source of vehicle vibration in the work produced by the engine and transmission system, the transmission is a major component of the drive system. Therefore, how to reduce the transmission of vibrations car gradually been enough attention. In this paper, automotive vibration transmission noise on a preliminary study, study data have greater significance for improving the quality of automotive products.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】2页(P63-63,65)【关键词】变速器;噪声;振动;汽车【作者】李建伟;朱鹏伟【作者单位】鹤壁汽车工程职业学院,鹤壁 458000;鹤壁汽车工程职业学院,鹤壁 458000【正文语种】中文汽车变速器是由齿轮、轴承、传动轴、同步器及箱体等众多的零部件组成。

汽车变速箱的振动噪声特性分析与研究

汽车变速箱的振动噪声特性分析与研究

摘 要变速箱作为动力输入与输出的承载装置,无论是在传统内燃机汽车还是新兴的新能源汽车上都必不可少。

由于行星齿轮在承载能力、传动效率等方面的优势,使得它在变速箱中有着普遍的应用。

变速箱是汽车噪声源的主要产生部位之一,它对整车的噪声与振动(NVH)性能有很大的影响,因此,变速箱的辐射噪声预估与控制受到了科研人员的密切关注。

本文以某电动车搭载的行星齿轮变速箱为研究对象,综合运用理论分析、数值仿真模拟、试验测试等手段,提出考虑箱体柔性及太阳轮浮动的变速箱振动噪声预估方法,对其在高转速下的振动噪声性能进行预估与优化,为解决变速箱NVH问题提供了研究思路。

本文的主要研究工作包括:1)行星齿轮变速箱刚柔耦合动力学模型的建立。

通过探究行星齿轮传动机理,结合有限元与多体动力学方法,考虑太阳轮浮动及箱体柔性,利用ADAMS 建立刚柔耦合动力学模型,并对变速箱的齿轮啮合力以及轴承动载荷的时频特性进行分析。

2)基于模态叠加法的变速箱箱体振动响应分析。

通过建立考虑电机振动作用的系统有限元模型,分析变速箱的固有振动特性;将轴承激励力施加到有限元模型中,利用模态叠加法求解变速箱的振动响应,发现内部柔性体结构以及行星架的外端面为振动薄弱部位。

3)行星齿轮变速箱辐射噪声预估。

以箱体外表面振动速度为边界条件,采用间接边界元法建立变速箱辐射噪声预估模型,仿真得到场点辐射噪声以及声功率曲线。

同时利用声传递向量法进一步研究箱体面板声学贡献量,发现行星架及内齿圈、大齿轮等结构对噪声贡献量较大。

4)变速箱多工况分析与结构优化。

基于转速及负载变化工况对变速箱振动噪声的影响规律进行探究,结果表明转速波动会导致齿轮啮合频率的边频带成分增加,增大辐射噪声;负载变化则影响全频带幅值大小。

同时根据前文结果进行箱体优化设计仿真,分析了加筋及吸声材料对箱体辐射噪声的降噪效果。

关键词:行星齿轮变速箱,刚柔耦合,辐射噪声,结构优化IAbstractAs a load bearing device of power input and output, gearbox is indispensable in both traditional internal combustion engine vehicles and emerging new energy vehicles. Planetary gear transmission is widely used in gearbox because of its strong bearing capacity, high transmission efficiency and large transmission ratio. Gearbox noise is one of the main noise sources of antomobile, which has a great influence on the performance of noise and vibration(NVH). Therefore, the estimation and control of its radiated noise are paid close attention to by researchers. In this paper, the planetary gearbox carried by an electric vehicle is taken as the research object, By means of theoretical anslysis, numerical simulation, test and other means, a vibration and noise estimation method for the gearbox considering the flexibility of the box and the floating of the sun gear is proposed to estimate and optimize its vibration and noise performance at high speed. It provides a research idea to solve the NVH problem of gearbox.The mean research work of this paper includes:1)Dynamics analysis of rigid-flexible coupling of planetary gearbox. By exploring the meachanism of planetary gearbox, combining the finite element and multi-body dynamics method, considering the floating characteristics of the solar wheel and the flexibility of the box body, the rigid-flexible coupling dynamics model was established by using ADAMS to analyze the time-frequency characteristics of gear meshing force and bearing dynamic load.2)Vibration response analysis of gearbox based on mode superposition method. By establishing the finite element model of the system considering the action of the motor, the inherent vibration characteristics of the gearbox are analyzed. By applying the bearing excitation force to the finite element model and using the modal superposition method to obtain the vibration data of it, it is found that the internal flexible structure and the outer end face of the planetary frame are the weak parts of vibration.3)Estimation of radiated noise from planetary gearboxes. Taking the vibration velocity of the outer suface as the input condition, an IBEM was used to establish the prediction model of the radiation noise of the box. At the same time, acoustic transfervector method was used to further study the acoustic contribution of the cabinert panel, it is found that the structure of planetary frame, inner ring and large gear contribute much to noise.4)Multi-working condition analysis and structure optimization of gearbox. Based on the study of the influence of rotating speed and load changing conditions on the vibration noise of the gearbox, it is shown that the fluctuation of rotating speed will lead to the increase of the side band component of the gear meshing frequency and increase the radiation noise. The amplitude of full frequency band is affected by load variation. At the same time, according to the above results, the optimized design of the box was carried out, and the noise reduction effect of the stiffened and sound-absorbing materials on the box was analyzed.Key words: Planetary Gearbox, Rigid-flexible Coupling, Radiated Noise, Structure Optimization目 录摘 要 (I)Abstract ...................................................................................................... I I 目 录 .. (IV)第1章引言 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究目的及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 行星齿轮动力学研究现状 (2)1.2.2 变速箱振动噪声试验研究现状 (4)1.2.3 变速箱振动噪声预估方法研究现状 (5)1.2.4 变速箱振动噪声控制研究现状 (7)1.3 研究内容及方法 (9)1.3.1 研究内容 (9)1.3.2 研究方法 (10)1.3.3 技术路线 (10)第2章变速箱刚柔耦合动力学建模 (12)2.1 行星齿轮变速箱结构建模 (12)2.1.1 行星齿轮变速箱结构及工作原理 (12)2.1.2 行星齿轮变速箱三维建模 (13)2.2 齿轮系统动态激励产生机理 (15)2.3 行星齿轮变速箱参数计算 (16)2.3.1 行星齿轮传动比 (16)2.3.2 行星齿轮啮合频率 (18)2.3.3 行星齿轮啮合力 (18)2.3.4 行星齿轮接触力 (19)2.4 行星齿轮变速箱刚柔耦合模型建立及分析 (22)2.4.1 箱体柔性化 (23)2.4.2 浮动太阳轮刚柔耦合动力学建模 (24)2.4.3 仿真结果分析 (25)2.5 本章小结 (30)第3章变速箱模态及振动响应分析 (31)3.1 模态分析理论概述 (31)3.2 变速箱模态分析 (33)3.2.1 有限元模型的建立 (33)3.2.2 箱体模态仿真与试验 (34)3.2.3 振动模态分析 (37)3.3 变速箱振动响应分析 (40)3.4 本章小结 (44)第4章变速箱辐射噪声预估 (45)4.1 辐射噪声理论概述 (45)4.1.1 声学波动方程 (45)4.1.2 声学边界元法 (46)4.2 辐射噪声分析预估 (48)4.2.1 边界元网格建立 (48)4.2.2 场点网格建立 (49)4.2.3 边界条件定义 (50)4.2.4 辐射噪声结果 (51)4.3 板块声学贡献量分析 (54)4.3.1 板块区域划分 (54)4.3.2 板块贡献量结果分析 (54)4.4 本章小结 (57)第5章变速箱多工况分析与结构优化 (58)5.1 工况对变速箱振动噪声的影响 (58)5.1.1 转速波动对变速箱振动噪声的影响 (58)5.1.2 负载对变速箱振动噪声的影响 (60)5.2 结构优化分析 (61)5.2.1 加强筋对变速箱辐射噪声的影响 (61)5.2.2 吸声材料对变速箱辐射噪声的影响 (63)5.3 本章小结 (64)第6章结论 (66)6.1 全文总结 (66)6.2 研究展望 (67)致谢 (68)参考文献 (69)攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果 (73)第1章引言1.1 研究背景及意义1.1.1 研究背景汽车从最初的代步工具发展为现在的智能终端,它与人们的日常生活联系地越来越紧密。

变速器敲击噪声心理声学评价研究 附变速器啸叫噪声分析与改善

变速器敲击噪声心理声学评价研究 附变速器啸叫噪声分析与改善

摘要:变速器齿轮敲击噪声具有声压级跳跃和宽频带特征,传递到车内会引起驾乘人员烦恼,进而对汽车的NVH性能造成影响。

而传统A计权声压级不能全面有效地反映敲击噪声特征,导致敲击噪声得不到全面有效的评价。

因此,为了全面地对变速器敲击噪声进行评价,基于心理声学理论,对变速器敲击室内台架试验噪声分别进行主观评价试验与客观心理声学参数计算,然后对主观评价结果与各个心理声学参数结果进行了相关性分析,发现语言干扰级、响度、粗糙度、尖锐度与主观评价结果相关系数都超过了0.9o在此基础上运用多元线性回归方法建立了变速器敲击噪声评价预测模型,并对模型进行了检验与验证,结果显示回归系数高达0.936,且预测误差也在10%以内,可为变速器敲击噪声评价提供参考。

-X-t--刖≡汽车由多个复杂系统组成,各个系统都会带来NVH问题,且具有其独特的NVH 特征[1]。

变速器作为动力传动系统的主要部件之一,其NVH问题会在很大程度上影响汽车的NVH性能。

其中变速器敲击噪声具有声压级跳跃和宽带特征,当前还缺乏全面有效的指标或模型对其进行评价。

人耳的听觉机制十分复杂,使得敲击噪声评价具有一定难度。

然而基于人耳听觉感知特性的敲击评价方法及模型是敲击噪声控制的基础和前提。

因此,如何建立考虑人听觉特性的敲击噪声评价模型,就成为了敲击噪声控制、优化必须解决的一大关键问题。

Bodden等⑵在针对齿轮箱敲击噪声的评价时,考虑到齿轮箱敲击噪声和发动机的撞击声比较接近,提出了“个性化评价”方法,但是其主要运用于车内噪声评价。

西南交大的高思奇⑶对变速器进行了动力学仿真和整车试验。

对变速器敲击的评价提出了能量波动指标。

廖芳[4]利用噪声相对量辨识方法对变速器敲击噪声进行分析,辨识出整车上齿轮敲击噪声的发生时刻、频率范围和水平。

吴光强等⑸基于变速器整车试验,提出了整车敲击评价模型。

蔡龙生⑹对变速器进行了振动噪声试验,得到了一些齿轮敲击现象的特征,从而能定性的判断出是否发生了齿轮敲击现象。

304_汽车手动变速器怠速敲击噪声研究及优化_长安_马小英

304_汽车手动变速器怠速敲击噪声研究及优化_长安_马小英

汽车手动变速器怠速敲击噪声研究及优化马小英,彭国民,余波(长安汽车工程研究总院汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室,重庆,401120) 摘要:本文以实际工程中出现的某款手动变速器产品敲击问题为实例,应用CAE技术建立数学模型来研究手动变速器怠速下齿轮敲击现象。

模型基于有限元与多体动力学分析方法,考虑了整个变速器系统的综合影响。

通过分析变速器齿轮敲击振动现象,得到变速器五档同步器不合理的安装方式增大了变速器系统敲击噪声的结论,并由此提出了为缓和轮齿间敲击而降低变速器怠速噪声的结构措施。

关键词:变速器,扭振,敲击,表面振动主要软件:A VL EXCITE Timing Drive,A VL EXCITE Power Unit1. 前言当前社会环境保护及公害治理方面对汽车低噪声化的要求日益强烈,变速器噪声作为汽车的主要噪声源之一,已经成为越来越多汽车生产企业的重要研究方向。

引起变速器噪声的原因是多方面的,错综复杂的,但最主要的是变速器啸叫和敲击噪声,均是由变速箱的齿轮传动引起的。

近年来,随着计算机技术的迅速发展,齿轮振动噪声的研究工作迈向了新的阶段。

过去包括在这方面的许多研究主要是用一个综合的计算模型仿真辅助变速箱设计和实验来解决这一问题[1] [2]。

这种方法在理解基本的轮齿敲击现象的过程是有限的和缓慢的,这是因为轮齿的敲击是一个系统的问题而不仅仅是一个齿轮轮齿的问题,而且变速箱系统包括像轮齿间隙、搅油阻尼、齿轮啮合动刚度等非线性因素,这些非线性的分析特性给数学模型和仿真带来特殊的困难。

本文考虑了变速器传动系统中各种因素对变速器敲击噪声的综合影响,应用AVL多体动力学软件建立变速器传动系统分析模型,组合传动系( 齿轮、轴、轴承、同步器、输入轴、中间轴、输出轴组成) 扭转特性和卸载齿轮副的振动的相互作用,模型引入齿轮间隙、轴的扭转刚度,、沿接触线不同位置的啮合轮齿刚度、搅油阻尼等非线性因素,分析了变速器五档同步器布置方式对变速器怠速敲击的影响,为解决工程实际问题提供理论及数据依据。

汽车变速器振动与噪声分析及控制方法研究

汽车变速器振动与噪声分析及控制方法研究

汽车变速器振动与噪声分析及控制方法研究摘要:汽车变速器噪声是汽车的主噪声源之一。

在人们对于车辆乘坐舒适性提出更高要求背景下,减振降噪就成为整个汽车行业的重要课题。

研究变速器振动噪声产生的原因,针对变速器故障提出相应的优化设计方案,从而达到减振降噪的目的,具有一定的学术价值和重要的实际应用价值。

文章分析了汽车变速器产生振动与噪声的主要因素,并对各影响因素的传导机理进行了具体的分析。

阐明了通过增大轴的刚性、优化壳体的结构设计、合理设计齿轮等措施,可有效降低变速器噪声。

关键词:变速器;振动;噪声;降低噪声Analysis of Automotive Transmission Vibration and Noise and ControlMethods StudyAbstract: Many facts show that the noise of gearbox is one of the main sources of the automobiles’ noise. With the People’s requirement for more comfort of riding, vibration decreasing and noise absorption have been an important task of automobile industry. Study on the reasons that result in the gearbox’s vibration and noise, furthermore bringing forward an optimizing design for gearbox has some academic and practical value. The dominating factor of the vibration and noise of the transmission is analyzed, and the analysis on the transmission mechanism of the influencing factor is also carried through. What could effectively reduce transmission noise was explained, including increasing rigidity of the shaft, optimizing the structure of the shell, and rational designing of gear.Key words: transmission; vibration; noise; noise reduction引言机械式手动汽车变速器因结构简单,传动效率高,制造成本低和工作可靠等优点,在不同形式的汽车上得到广泛的应用[1]。

汽车变速器离合操纵系统减振降噪技术的研究

汽车变速器离合操纵系统减振降噪技术的研究

汽车变速器离合操纵系统减振降噪技术的研究摘要:本文将通过对汽车变速离合器产生噪音原因的剖析,论述汽车变速离合器操作系统减振降噪技术研究的重要意义,汽车变速器噪音产生的两种主要形式,噪音的控制手段等内容,并以现存的传统离合器操纵系统的分离拔叉连接结构为基础,进行优化改良后提出新型的以减振降噪为目的的连接结构,为广大汽车制造业工作者提供参考,以求实现减振降噪的目的,提升汽车整体驾驶的舒适度。

关键词:变速器;减振降噪技术;离合操纵系统;研究1.研究减振降噪技术的意义机械式手动汽车变速器具有以下这些优点:1.1系统结构简单;1.2传动效率较高;1.3制造成本相对较低;1.4工作可靠性强等,因而在汽车制造业中受到众多企业的青睐。

汽车变速器产生的噪音占据汽车整体噪音量的主要部分,随着人们生活水平的提高,对汽车舒适度的要求不断提升,对汽车减振降噪的要求越来越迫切。

首先,变速器振动时常引发其周围部件的振动,影响汽车的整体工作状态。

其次,人耳对齿轮产生的噪音频率非常敏感,更容易受到该噪音的影响。

此外,随着变速器载荷和汽车速度的提升,使得齿轮产生的噪音相较其他部件而言更加突出。

由此可知,在一定层面上来说,汽车整体的减振降噪当务之急是控制汽车变速器中齿轮产生的噪音。

2.汽车变速器产生噪音的机理解决汽车减振降噪的问题,必须先了解汽车变速器噪音的产生机理,并在认识的基础上进行深入的了解和设计,朝着减振降噪的方向进行研究工作。

简言之,深入了解机理,是一切其他工作的基础和重中之重。

以下将对汽车变速器产生噪音的关键部分进行深入的机理剖析,具体叙述如下所示:2.1离合器操纵系统噪音分析汽车变速器离合操作系统有以下几个部分:离合踏板,离合总泵,离合器缓冲阀,液压油管,离合分泵,分离拔叉,拔叉支柱和分离轴承等零部件。

汽车变速器离合系统的主要功能有两点:①汽车整体起步、换挡时实现动力源的结合与切断;②降低由发动机的不均衡引发的扭转振动。

关于汽车变速器振动及噪声检测的探讨

关于汽车变速器振动及噪声检测的探讨

关于汽车变速器振动及噪声检测的探讨摘要:在我国经济发展中,汽车制造产业占据至关重要的地位。

而消费者最为关心的是汽车性能的好坏和质量的优劣。

作为一辆汽车的重要组成部分之一,汽车变速器的好坏尤为关键,它对汽车减震和汽车噪音的减小作用十分明显。

关键词:汽车;变速器;振动;噪声检测引言汽车制造业是我国国民经济发展的支柱产业,汽车运行时所产生的振动与噪声参数是评价汽车性能的重要指标之一,同时它直接影响着乘客的乘座舒适性和行驶的安全性。

汽车的振动与噪声主要来源于发动机系统和传动系统。

而汽车变速器是汽车传动系统的主要构成部分,因此,降低汽车变速器的振动与噪声对于降低汽车整车的振动、噪声有着十分明显的效果。

1汽车变速器产生振动和噪声的原因汽车变速器的结构是非常复杂的,主要包括三个部分,轴承、齿轮和箱体。

要研究汽车变速器的问题,我们可以从变速器的三个组成部分出发。

变速器在装配的过程中就出现组装上的问题,另外汽车在运动的过程中,变速器是处在一直工作的状态,在这个过程中也可能出现各种各样的问题。

1.1汽车变速器轴承故障汽车变速器轴承的优劣对汽车振动的影响十分明显,而振动的剧烈又会造成巨大的噪声,同时还可能引起汽车硬件的损坏。

因此汽车变速器轴承的质量问题是汽车技术研究者和汽车制造商深入研究的一个问题,对汽车变速器轴承故障的检测也尤为重要。

目前国内外许多汽车技术研究者都采用了专门的仪器来检测汽车变速器轴承故障。

然而这些仪器对使用环境的要求十分苛刻,同时价格昂贵,并不适用于大多数情况,只能在实验室进行汽车试验等少数情况下使用。

当汽车的变速器的轴承发生故障时,轴承旋转就会给汽车带来较大的振动,从而产生很大的噪声,同时,由于轴承的故障会压迫到齿轮的旋转,齿轮会因此产生严重的磨损,甚至会断齿。

因此,有效地诊断出汽车变速器的轴承故障对汽车的减振和降噪十分重要。

1.2齿轮齿与齿之间的摩擦碰撞汽车在运行的过程中,齿轮之间由于转动而不断的相互摩擦和碰撞,这也是汽车产生振动和产生噪声的一个重要因素,齿轮在各种力的相互作用下,会引起圆周振动、横向及纵向振动等,这些振动不仅会引起汽车的振动,同时也会产生由受迫振动引起的摩擦和碰撞噪声。

汽车机械变速器噪声的因素分析及减噪设计

汽车机械变速器噪声的因素分析及减噪设计

汽车机械变速器噪声的因素分析及减噪设计随着汽车行业的发展,越来越多的汽车被投入到市场上,同时更加注重驾驶舒适性和安全性,汽车噪声问题成为一个重要的话题。

在汽车运动过程中,各种声音是不可避免的,但是某些噪声会影响到驾驶员的舒适性,甚至会影响到车辆的性能和寿命。

这里我们将从机械变速器噪声的角度分析造成噪声的因素,并给出相应的减噪设计方案。

首先,引擎和机械变速器配合产生的噪声是最大的噪声来源。

在车辆行驶过程中,引擎和变速器会产生不同的频率、振幅和谐波,这些都会导致噪声产生。

为了降低这些噪声,可以采用的方法是加装隔音材料,减少机械部件的振动以及采用更加静音的引擎。

其次,机械变速器内部结构的不同也会产生不同的噪声。

传统手动变速器的齿轮传动会产生随机噪声,特别是在高速车行驶和变速器老化时声音更为明显。

尤其在变速时,会有“咔嚓”声响,这是因为齿轮在磨损和疲劳情况下不可避免地会产生拍打声。

而自动变速器常见的噪声源是沟槽泵和离合器的作用,这些噪声更多源于油液振动和气蚀。

解决这些噪声的方法是采用更好的材料和制造工艺,对齿轮和轴承进行更严格的质量控制。

同时优化传动系统设计,采用液压控制变速的自动变速器,避免手动变速器的齿轮声问题。

此外,外部的环境也会对汽车噪声产生影响。

公路的路面噪声、风噪声、洒水车的喷水声等都会影响到汽车声音的传递和增加噪声污染。

通过有效的隔音措施来减少外部环境噪声与汽车内部的相互干扰,使车内噪声降至最低。

总之,汽车机械变速器噪声控制需要对噪声产生的各种因素进行分析和优化。

要采用科学的设计方案和制造工艺,保证机械变速器的质量和可靠性,同时提高噪声的可接受程度。

尤其在汽车制造行业,随着市场需求的更新换代,汽车噪声控制已成为设计师的重要考虑因素之一,越来越多的汽车生产企业将积极地采用优化方案,力争将汽车噪声降至最低程度。

汽车手动变速器振动噪声特性试验研究

汽车手动变速器振动噪声特性试验研究

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汽车手动变速器振动噪声特性试验研究
The exper i m en t aI s t udy o f NV H Char act er i s t i cs o f aut om ot i ve m anuaI t r ans mi s si ons
要 课 题 。变 速 箱 是 汽 车 主 要噪 声源 之 一 ,在 很 大
吸 声材 料 , 以减 小 传 动轴 噪 声对 被 测 变 速 器 噪 声 的 干 扰 。 试 验 工 况 及 传 感 器 布 置 参 照 国 标 QC/ T 5 6 8 . 1 — 2 0 1 0 。3 4 ' - 声 压传 感 器 分 别布 置 在变 速 器 的 正上 ( + Z ) 、 前( + x) 、后 ( 一 x) 3 个 方 向 。前 后两 个 传 感器 保持 水平 ,正 上方 传感 器保 持竖 直 ,传感 器均


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析 变 速器 的噪 声 特 性 ,这 样 得 到 的规 律 才 更 有 指
导 意义 。
本 文 介 绍 了变 速 器 噪 声 测 试 的过 程 ,并 根 据 试 验 数 据 综 合 分 析 , 比较 变 速 器 远 近场 的噪 声规 律 , 分析 变 速 器 加 速 工 况 以及 高 速 工 况 的振 动 噪 声 特 性 ,有助 于 为 进 一 步 的 变 速 器 仿真 优 化 确 定
骞 、 l
态试 验 :分 别 测试 了变速 器 在 一 、二 、三 挡 时 的5
个 不 同转 速 ( 1 O 0 0 r / mi n ,2 0 0 0 r / mi n ,3 0 0 0 r / mi n , 4 0 0 0 r / mi n ,5 0 0 0 r / mi n )下 的 噪声 和 变 速器 在 四、

汽车变速箱噪声源及噪声的有效控制研究

汽车变速箱噪声源及噪声的有效控制研究

2019年4月下汽车变速箱噪声源及噪声的有效控制研究刘德涛(湖北工业职业技术学院,湖北 十堰 442000)摘 要:社会的进步促进了汽车工业的发展,相应地,人们对汽车的性能提出了更高的要求。

从当前汽车应用情况来看,汽车使用普遍存在噪声污染问题,怎样在汽车行驶过程中减少噪声成为相关人员需要思考和解决的问题。

变速箱是导致汽车出现噪声的重要因素,为此,文章结合汽车变速箱噪声源类型,对如何控制汽车变速箱噪声进行策略分析。

关键词:汽车;变速箱;噪声源;控制措施中图分类号:U463.212 文献标志码:A 文章编号:1672-3872(2019)08-0130-01——————————————作者简介: 刘德涛(1972—),男,河南邓州人,讲师,研究方向:汽车检测与维修。

从汽车变速箱噪声出现的源头来看,主要分为两种形式,一种是因为汽车行驶速度变化出现的噪声,另外一种是受汽车动力总成出现的噪声,为了能够确保汽车安全行驶,文章就汽车变速箱噪声源及噪声的控制问题进行探究[1]。

1 汽车变速箱的噪声源1.1 变速箱噪声的形成方式变速箱的噪声形成方式主要有两种,一种是和自身构造相关的噪声,比如汽车在行驶过程中因为齿轮碰撞挤压出现的噪声、汽车车体内部结构震动出现的噪声等。

但是从实际应用情况来看,因为汽车本身出现的噪声在变速箱整体噪声中所占的比例较少,且大多数的噪声都能够被控制在标准的范围内。

另外一种是变速箱在工作时和周围空气形成了一种共振,零部件在和空气摩擦的过程中形成了共振噪声。

从实际应用情况来看,这种类型的噪声是汽车行驶中常见的噪声类型[2]。

1.2 变速箱的噪声分类1)汽车震动时和空气产生摩擦而出现辐射噪声,这类噪声被称作是空气动力性噪声。

在零部件和空气产生的噪声摩擦较大,影响范围十分广泛。

2)第二种类型变速箱内齿轮等构件相互挤压碰撞出现的震动,震动引发噪声,出现机械性噪声。

从实际情况来看,这类噪声属于一种可控范围内的噪声。

变速器结构的噪声与振动特性分析与控制方法

变速器结构的噪声与振动特性分析与控制方法

变速器结构的噪声与振动特性分析与控制方法一、引言在现代机械领域中,变速器是车辆和工业设备中不可或缺的关键部件之一。

然而,变速器在工作过程中常常会产生噪声和振动问题,对驾驶员的舒适性和机械设备的性能产生负面影响。

因此,对变速器结构的噪声与振动特性进行分析和控制具有重要意义。

本文将深入探讨变速器结构的噪声与振动特性分析以及相应的控制方法。

二、噪声与振动特性分析1. 噪声特性分析变速器噪声是由于齿轮传动和轴轴承摩擦产生的。

将噪声分为风噪声、机械噪声和随机噪声三类,分别由风阻力、齿轮传动和激发力引起。

风噪声是由于变速器直接暴露在气流中,产生空气湍流而引起的。

机械噪声主要来自于齿轮传动和轴轴承摩擦,这些噪声产生的频率可以通过变速器结构和工作参数进行分析。

随机噪声则是由于工作负荷突变或不稳定引起的非确定性噪声。

2. 振动特性分析变速器振动也是由齿轮传动和轴轴承摩擦引起的。

振动可分为自由振动和强迫振动两种类型。

自由振动是指变速器在无外界干扰下的自身振动,其频率由变速器结构和刚度决定。

强迫振动则是指由于外界干扰引起的振动,如激发力和失效引起的突变负荷。

变速器的振动特性需要通过振动分析和实验测试来获得。

三、噪声与振动控制方法1. 噪声控制方法(1)优化齿轮传动设计:通过使用精密制造技术和减小齿轮间隙,来降低齿轮传动引起的噪声。

(2)隔音材料使用:在变速器表面和机箱内部使用隔音材料,减少噪声的传播和反射,提高噪声控制效果。

(3)降低摩擦噪声:对轴轴承和齿轮间隙进行润滑、修复和优化,降低机械噪声产生。

(4)减少风噪声:改变变速器外形设计,减小空气湍流和涡流现象,降低风噪声。

2. 振动控制方法(1)减小工作负荷:通过优化传动比例和减少机械损失,降低变速器的工作负荷,减少振动产生。

(2)改进变速器刚度:通过增大变速器的结构刚度,提高抗振能力,降低振动幅值。

(3)主动振动控制技术:利用振动传感器和控制系统,采用主动反馈和主动控制方法,实时监测和控制变速器的振动。

汽 车 变 速 器 噪 声 分 析 与 控 制 2

汽 车 变 速 器 噪 声 分 析 与 控 制 2

汽车变速器噪声分析与控制)摘要:噪声成为当今社会的公害之一,随着汽车保有量的日益增多,汽车噪声越来越受到人们的重视。

汽车噪声的大小因此也成为衡量汽车质量水平的一个重要指标,同时在人们对车辆乘坐舒适性更高要求的背景下,对汽车噪声方面的研究显得尤为迫切。

而汽车的发动机、变速器、驱动桥、传动轴、车厢、玻璃窗、轮胎等都会产生噪声,然而汽车发动机、轮胎、变速器是主要的噪声源,同时对发动机、轮胎的降噪技术目前已经比较成熟,在这些方面的研究也比较多[1]。

随着发动机等降噪技术的不断提高,变速器降噪就成为一个重要课题,因此要降低汽车的噪声,对变速器进行噪声分析与控制研究显得至关重要。

研究变速器噪声产生的原因,并针对变速器降噪提出相应的改进设计方案,从而达到降变速器噪声的目的,就具有很高的理论研究价值和非常重要的实际应用意义。

第一章绪论1.1 课题研究背景和意义噪声是频率为20Hz~20000Hz的声波,传入人耳所引起听觉,噪声会干扰人的睡眠,造成人的神经紧张和心情烦恼;有时也会影响人的语言清晰度,干扰人的社会活动;强噪声还会影响人体健康,致使暂时性的听阈迁移,甚至造成耳聋;强噪声还可能造成精密仪器、仪表失灵等故障。

环境污染来源之一是噪声,汽车是噪声的主要来源之一,汽车噪声的大小是衡量汽车质量水平的重要指标,因此,汽车噪声的防治必然是汽车工业的一个重要课题。

汽车噪声对环境污染必将受到社会各界的关注和重视,降低汽车噪声的呼声已经势在必行。

汽车是我国国民经济发展的支柱产业,随着汽车产业的发展,人们对汽车的要求也越来越高,所以汽车沿着舒适、节能、环保和安全的方向在发展着。

而汽车的NVH是汽车性能的一个重要指标,它影响着乘坐舒适性和行驶安全性。

变速器在汽车传动系统中算是工况比较复杂的部件,由于汽车存在着高速、大功率方面的发展需求,同时由于在制造和装配过程中存在误差以及负荷等外部因素变化的影响,再者由于变速器齿轮的啮合,变速器在工作时将产生振动,同时向空气中辐射噪声,这在整车的振动与噪声中占有较大的比例,以及人们对汽车乘坐舒适性和安全性要求的不断提高,使得汽车变速器振动噪声问题更为突出,对变速器振动噪声的控制已刻不容缓,变速器的振动噪声已引起越来越多汽车生产企业的高度重视。

汽车机械变速器噪声的因素分析及减噪设计

汽车机械变速器噪声的因素分析及减噪设计

汽车机械变速器噪声的因素分析及减噪设计【摘要】随着时代的进步和社会经济的发展,我国汽车行业发展迅速,汽车产业已经成为我国国民经济中非常重要的一个组成部分;人们生活质量的提高,对汽车也提出了更高的要求,汽车开始朝着舒适、安全以及节能环保的要求发展,那么就需要充分重视汽车机械变速器噪声的降低。

本文简要分析了汽车机械变速器噪声的因素分析及减噪设计,希望可以提供一些有价值的参考意见。

【关键词】汽车,变速器,减噪设计在对汽车性能进行评价时,变速器噪声是非常重要的一个指标,变速器噪声会对乘客乘坐的舒适性和行驶的安全性产生直接影响,需要引起人们足够的重视。

随着时代的进步和发展,人们要求汽车具有更高的乘坐舒适性,那么在汽车产业的发展过程中,就需要将减噪设计给应用过来。

要对变速器振动噪声产生原因进行深入的研究,并且结合具体的原因,提出有针对性的设计优化方案,促使噪声得到有效降低。

近些年来,关于变速器降噪方面的研究在国内外得到了广泛的开展,其中,主动振动噪声控制是集中方向,也就是对齿轮本身产生的敲击和啸叫进行降低,比如对重合度进行增大,齿面修形,磨齿工艺处理等,在降低变速器噪声总体水平上,主动降噪设计发挥了不小的作用。

另外,因为是通过箱体来辐射变速器产生的噪声,如果对齿轮激励源进行主动控制,有着较大的难度,就可以对箱体产生的声辐射值进行降低或者衰减。

要想降低变速器噪声,非常简便和快捷的方法就是在声传递过程中,对噪声进行降低和吸收,应用这种方法,不会对变速器的原有结构布局进行改变,因此说这种降噪方法也是科学有效的。

本文简要分析了汽车机械变速器噪声的因素分析及减噪设计,希望可以提供一些有价值的参考意见。

1汽车机械变速器噪声产生机理变速器作为一个重要的机械系统,比较的复杂,它包括了诸多的组成零部件,如齿轮、传动轴、轴承、同步器以及箱体等等。

因为有误差存在于汽车的制造和装配过程中,再加上其他一些外部因素的影响,如负荷等,就会有振动现象产生于箱体内零部件工作过程中,同时噪声也会向空气中辐射;通常情况下,可以从两个方面来划分噪声,一种是箱体内齿轮在啮合的过程中,有噪声产生,直接向空气中辐射,导致空气声的形成;另一方面则是在激励作用下,箱体发生振动,有结构声辐射到空气中。

汽车变速器离合系统降噪技术研究

汽车变速器离合系统降噪技术研究

汽车变速器离合系统降噪技术研究汽车变速器离合系统是汽车动力传输系统的重要组成部分,它通过控制离合器的开关来改变发动机和车轮之间的传动关系,从而实现汽车的变速功能。

在实际使用过程中,汽车变速器离合系统会产生噪音,给驾驶员和乘客带来不适。

为了解决这一问题,汽车制造商和研发人员一直在致力于研发降噪技术,以提升汽车驾乘舒适性和品质。

本文将就汽车变速器离合系统降噪技术进行研究和探讨。

一、汽车变速器离合系统噪音原因分析汽车变速器离合系统在工作过程中会产生噪音,主要原因有以下几点:1. 齿轮啮合噪音:汽车变速器内部的齿轮在高速旋转时会产生啮合噪音,尤其在高速变速时噪音更为明显。

2. 离合器开合噪音:离合器在开合时会产生摩擦噪音,特别是在启动和变速过程中,噪音较为明显。

3. 传动链条噪音:传动链条在传递动力时会产生震动和噪音,对车辆的驾乘舒适性构成影响。

二、汽车变速器离合系统降噪技术探索1. 齿轮设计优化:通过采用精密齿轮加工技术和材料改进,优化齿轮啮合设计,降低齿轮啮合噪音。

2. 摩擦材料改进:采用新型高性能摩擦材料和表面处理技术,降低离合器开合时的摩擦噪音。

3. 隔音材料应用:在离合器和变速器周围采用隔音材料,以隔绝传播和吸收噪音。

4. 震动减少设计:通过优化传动链条结构和材料,减少传动时的震动和噪音,提升驾驶舒适性。

四、汽车变速器离合系统降噪技术发展趋势1. 智能控制系统:未来汽车变速器离合系统将加强智能化控制,通过电子控制单元实时监测和调节离合器和变速器工作状态,以最大程度地降低噪音。

2. 轻量化设计:随着轻量化设计理念的普及,未来汽车变速器离合系统将更加注重材料和结构的轻量化设计,以减少震动和噪音产生。

3. 电动化技术:随着电动汽车的普及,未来汽车变速器离合系统将更多采用电动化技术,减少传动部件和振动,有效降低噪音。

总结:汽车变速器离合系统的噪音问题是汽车制造商和研发人员需要解决的重要课题,通过优化设计、材料改进和智能化技术应用等手段,可以有效降低系统噪音,提升车辆的驾驶舒适性和品质感。

自动变速器齿轮系统的噪声和振动控制

自动变速器齿轮系统的噪声和振动控制

自动变速器齿轮系统的噪声和振动控制一直是汽车工程领域中的重要研究课题。

随着汽车行业的快速发展和消费者对驾驶舒适性的要求不断提高,对车辆传动系统噪声和振动控制的需求也越来越迫切。

自动变速器作为汽车传动系统中的关键部件,其齿轮系统的设计和优化对于提高车辆性能和减少噪声振动至关重要。

因此,研究和探讨自动变速器齿轮系统的噪声和振动控制技术具有重要意义。

自动变速器齿轮系统的噪声和振动主要来源于以下几个方面:齿轮啮合时的冲击力和振动、齿轮齿面的接触应力引起的噪声、齿轮轴承的滚动和滑动摩擦、以及齿轮传递动力时产生的震动等。

这些噪声和振动不仅会降低车辆的行驶平稳性和驾驶舒适性,还会影响车辆传动系统的寿命和可靠性。

因此,如何有效地控制自动变速器齿轮系统的噪声和振动,成为了汽车工程师们急需解决的问题。

对于自动变速器齿轮系统的噪声和振动控制,现有的研究主要集中在以下几个方面:第一,通过优化齿轮设计和加工工艺,减少齿轮啮合时的冲击力和振动,提高齿轮的精度和平衡性,从而降低噪声和振动水平。

第二,采用合适的减振材料和结构设计,降低齿轮系统的共振频率,减少传递到车辆车厢内的振动能量。

第三,优化齿轮轴承的选用和润滑方式,减少滚动和滑动摩擦引起的噪声和振动。

第四,采用智能控制系统和主动噪声控制技术,实时监测和调节齿轮系统的工作状态,最大程度地减少噪声和振动。

此外,还有一些新兴的技术和方法被引入到自动变速器齿轮系统的噪声和振动控制中,如声学仿真技术、结构拓扑优化和多目标优化算法等。

这些技术和方法不仅可以提高传动系统的性能和效率,还可以有效地降低系统的噪声和振动水平,实现更加智能化和精准化的控制。

未来,随着汽车工程领域的不断发展和进步,我们相信自动变速器齿轮系统的噪声和振动控制技术将会不断完善和创新,为汽车行业带来更多的发展机遇和挑战。

让我们总结一下本文的重点,我们可以发现,自动变速器齿轮系统的噪声和振动控制是汽车工程领域一个重要的研究方向,对于提高车辆性能和驾驶舒适性具有重要意义。

汽车机械变速器噪声的因素分析及减噪设计

汽车机械变速器噪声的因素分析及减噪设计

汽车机械变速器噪声的因素分析及减噪设计汽车机械变速器噪声一直是影响汽车乘坐舒适度和驾驶安全的问题之一。

为了改善这一问题,汽车制造商和研发机构一直在致力于减小机械变速器噪声的设计。

本文将介绍汽车机械变速器噪声的因素分析以及减噪设计的相关措施。

首先,机械变速器噪声的产生主要是由于以下的因素:1.齿轮的啮合:机械变速器中的齿轮啮合是机械变速器噪声产生的主要原因之一。

特别是在高速转动的情况下,齿轮的啮合会产生较大的噪声。

2.轴承的摩擦和震动:车辆行驶过程中,由于发动机震动等原因,会导致变速器中的轴承产生摩擦和震动。

这些因素也会导致变速器噪声的产生。

3.间隙:机械变速器中的齿轮、轴承等机构之间的间隙也会导致噪声的产生。

这些间隙会导致机械振动,从而使噪声产生。

针对这些产生噪声的原因,制造商和研发机构采取了减噪设计措施,如下所示:1.改进齿轮设计:通过改进齿轮的设计,如采用减振齿轮、锥齿轮等结构,可以大幅度减小齿轮的啮合噪音。

2.改进轴承:对于高负载汽车,制造商可以采用高承载能力的轴承,以减小轴承的摩擦和震动。

3.减小间隙:通过减小齿轮、轴承之间的间隙,可以减少振动和噪声的产生,提高变速器的工作效率和舒适度。

4.改善润滑系统:润滑系统是变速器正常工作的重要组成部分,它对减小噪声也有极大的作用。

通常采用高品质的润滑油,并增加变速器内部的润滑油路,以确保润滑系统能够有效地减少间隙和减小摩擦噪声。

总体来说,减小机械变速器噪声和改善驾乘舒适性的关键点在于制造商在设计和生产阶段时重视减噪设计,同时也需要在汽车维修和保养时注意变速器润滑系统的保养,这样才能降低噪声的水平,提高驾乘体验。

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汽车变速器振动与噪声分析及控制方法研究摘要:汽车变速器噪声是汽车的主噪声源之一。

在人们对于车辆乘坐舒适性提出更高要求背景下,减振降噪就成为整个汽车行业的重要课题。

研究变速器振动噪声产生的原因,针对变速器故障提出相应的优化设计方案,从而达到减振降噪的目的,具有一定的学术价值和重要的实际应用价值。

文章分析了汽车变速器产生振动与噪声的主要因素,并对各影响因素的传导机理进行了具体的分析。

阐明了通过增大轴的刚性、优化壳体的结构设计、合理设计齿轮等措施,可有效降低变速器噪声。

关键词:变速器;振动;噪声;降低噪声Analysis of Automotive Transmission Vibration and Noise and ControlMethods StudyAbstract: Many facts show that the noise of gearbox is one of the main sources of the automobiles’ noise. With the People’s requirement for more comfort of riding, vibration decreasing and noise absorption have been an important task of automobile industry. Study on the reasons that result in the gearbox’s vibration and noise, furthermore bringing forward an optimizing design for gearbox has some academic and practical value. The dominating factor of the vibration and noise of the transmission is analyzed, and the analysis on the transmission mechanism of the influencing factor is also carried through. What could effectively reduce transmission noise was explained, including increasing rigidity of the shaft, optimizing the structure of the shell, and rational designing of gear.Key words: transmission; vibration; noise; noise reduction引言机械式手动汽车变速器因结构简单,传动效率高,制造成本低和工作可靠等优点,在不同形式的汽车上得到广泛的应用[1]。

机械式手动变速器在今后相当长的时间里,依然会在我国中、重型汽车传动系统中占据着主导地位。

变速器总成是汽车传动系统中重要总成部件,汽车变速器的动力学行为和工作性能对整车有重要的影响。

许多实验结果表明,汽车变速器噪声是汽车的主噪声源之一。

当前,随着人民生活水平的提高,人们对汽车乘坐舒适性提出了更高的要求,汽车变速器的振动噪声问题就成为当前汽车行业急待解决的问题之一。

首先,变速器振动常常会诱发与其相连接的部件的振动,从而影响整车的工作性能:其次,齿轮噪声的频率一般处于200Hz~5000Hz的范围内,对这一频率范围的噪声人耳尤为敏感:此外,由于变速器载荷和速度的提高,由此产生的齿轮噪声,比其它声源的噪声更突出。

因此,从某种程度上说,控制了汽车变速器齿轮振动噪声也就大大提高汽车乘坐舒适性,解决汽车变速器的振动噪声问题,比以往显得更迫切[2]。

1 变速器噪声振动产生的机理齿轮在机械传动中应用极为广泛,这是由于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。

汽车变速器是个较复杂的齿轮机构,主要包含齿轮、传动轴、轴承和箱体等。

变速器结构图如图1-1所示,汽车变速器的振动也是一个极为复杂的随机振动过程。

据统计,在变速器的异常振动噪声中,90%以上是由齿轮、传动轴或滚动轴承引起的[3]。

图1-1 变速器结构图1.1 汽车变速器振动噪声机理分析本节首先从一对“理想”齿轮产生噪声的机理出发,研究齿轮噪声的产生机理,进而研究轴、轴承,最终推广至变速器系统振动噪声产生机理的研究。

1.1.1 齿轮振动噪声产生机理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。

另外,齿轮的制造误差、安装误差都会破坏正常的啮合关系,使齿轮产生噪声[4]。

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F m = nz/60(HZ),式中n为转速(r/min),z为齿轮齿数。

当齿轮和相关旋转件的安装或制造有偏心时,除了离心力激发噪声外,存在偏心的齿轮在旋转一周过程中,两齿轮啮合的松紧程度也要发生变化,使啮合力发生变化,产生振动和噪声,这类噪声一般表现为高频特征。

齿轮周节积累误差造成的齿轮每转一圈产生一次冲击的噪声一般表现为低频齿轮噪声。

因此,齿轮产生噪声的频率既有低频又有高频。

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。

齿轮传动系统作为一种弹性的机械系统,在动态激励下必然产生动态响应,因此研究齿轮啮合过程中动态激励的基本原理,确定动态激励的类型和性质,是研究齿轮系统振动和噪声的首要问题。

齿轮系统的动态激励有内部激励和外部激励两类。

内部激励是由于同时啮合轮齿对数的变化、轮齿的受载变形、齿轮误差等引起了啮合过程中的轮齿动态啮合力产生的,因而即使没有外部激励,齿轮系统也会受这种内部的动态激励而产生振动噪声。

外部激励是指除了齿轮啮合时产生的内部激励外,齿轮系统的其它因素对齿轮啮合和齿轮系统产生的动态激励。

如齿轮旋转质量不平衡、几何偏心、原动机(电动机、发动机等)和负载的转速与扭矩波动、以及系统中有关零部件的激励特性,如滚动轴承的时变刚度、离合器的非线性等。

齿轮啮合的动态激励主要是内部激励,齿轮的内部激励包含三种形式:刚度激励、误差激励和啮合冲击激励[5]。

1、刚度激励一般来说,齿轮轮齿啮合的重合度大多小是整数,啮合过程中同时参与啮合的轮齿对数随时间作周期变化:此外轮齿在从齿根到齿面啮合的过程中由于啮合点位置的变化,参加啮合的轮齿的弹性变形即刚度也小相同。

这些因素引起了齿轮啮合综合刚度的变化。

刚度激励就是指齿轮啮合过程中啮合综合刚度的时变性引起的动态激励。

如图1-2以渐开线直齿圆柱齿轮为例,假设齿轮的重合度ε=1~2,传递的转矩不变。

这样,在齿轮啮合过程中,有时有一对轮齿啮合,有时有两对轮齿啮合。

在单齿啮合区B—C 中齿轮的啮合综合刚度较小,啮合弹性变形较大;在双齿啮合区A—B和C—D中是两对齿承受载荷,齿轮的啮合综合刚度较大,啮合弹性变较小。

此外,在啮合开始时(A 点),主动轮齿在齿根处啮合,弹性变形较小;被动轮齿在齿顶处啮合,弹性变形较大。

而在啮合终止时(D点),情况正好相反。

所以在齿轮副的连续运转过程中,随着单齿对啮合和双齿对啮合的交替进行,轮齿弹性变形会周期性变化。

图1-2 齿轮啮合过程图图1-3齿轮承受载荷变化图另一方而,在啮合过程中由于单、双齿啮合的交替,会使原来由两对齿承担的载荷突然由一对齿承担,或原来的一对齿承担的载荷,突然由两对齿承担,从而使作用在轮齿上的载荷发生突变如图1-3 所示。

在单齿区F—G 段,载荷较大,而在双齿区F—F 段和G —H 段,则载荷较小。

这样由于载荷的突变也同时对齿轮系统产生了动态激励,导致了齿轮的振动和噪声,对于斜齿轮传动,由于啮合线是“点—线—点”的变化过程,啮合过程的轮齿交替不是突变的。

但啮合过程中轮齿的综合啮合刚度及轮齿载荷也是周期性变化的,同样会引起啮合过程的动态刚度激励。

总之,齿轮轮齿综合刚度和轮齿载荷周期性的变化,引起了齿轮传动系统的动态刚度激励。

2、误差激励轮齿啮合误差是山齿轮加土误差和安装误差引起的。

这些误差使齿轮啮合齿廓偏离理论的理想啮合位置,破坏了渐开线齿轮的正确啮合方式,使齿轮瞬时传动比发生变化,造成齿与齿之间碰撞和冲击,产生了齿轮啮合的误差激励。

通常,影响齿轮振动噪声的各种因素中,齿距误差和齿形误差的影响最大。

在某种程度上,齿轮的其它误差对齿轮振动噪声的影响,都会以一定的形式反映在齿距误差和齿形误差对齿轮振动噪声的影响上。

所以在齿轮振动噪声的研究中研究齿轮的误差激励时,往往将齿轮的误差分解为齿距误差和齿形误差两种形式。

下面以影响齿轮振动噪声很大的齿形误差为例来分析误差激励的机理。

齿形误差是指在轮齿工作部分内,包容实际齿形的两条最近的设计齿形间的法向距离,如图1-4所示,设A齿为主动轮具有理想渐开线齿形的轮齿。

A '齿为从动轮的实际齿形。

根据渐开线齿轮啮合原理,主动轮齿A与从动轮齿A '本来应该在a点正确啮合,由于齿形误差,A齿并不沿A '齿的理想齿形(图中虚线所示)连续地啮合而是在啮合线外的a '点接触,使得瞬时传动比突然发生变化,破坏了传动的平稳性产生较大的冲击,从而产生振动噪声。

误差激励的等效动力学模型如图1-5所示,由于误差的时变性,这种激励形成了啮合过程中的一种位移激励。

这也是误差激励和啮合冲击激励的区别所在。

图1-4 齿形误差产生振动噪声机理图图1-5 误差激励的等效动力学模型3、啮合冲击激励在齿轮啮合过程中由于齿轮的误差和受载弹性变形,当前一对轮齿在进入啮合时,其啮合点偏离啮合线上的理论啮入点引起了啮入冲击;而在一对轮齿完成啮合过程退出啮合时也会产生啮出冲击。

这两种冲击激励统称为啮合冲击激励。

它与误差激励的区别在于啮合冲击是一种力激励,而误差激励是一种位移激励。

齿轮的误差和受载弹性变形,可归结为“啮合合成基节误差”。

根据渐开线齿轮正确啮合条件,主、从动轮基节必须相等,以保证齿与齿之间能够依次平稳正确啮合互不干涉。

如图1-6齿轮啮合时,主、从动轮基节的变化有两种情形:P b1 > P b2和P b1< P b2(P b1、P b2—主从动轮基节)。

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