轻型汽车变速器齿轮降噪研究

汽车变速器齿轮制造中的降噪工艺研究

摘要环保、平安、舒适是对现代汽车大体的要求，而国家对汽车噪声的法规限制，也促使制造业对操纵汽车噪声的研究变得更为迫切和重要。变速器是汽车除发动机、排气系统之外的要紧噪声源，因此降低变速器噪声那么是实现汽车低噪声化的一个重要组成部份。

本文依据国产变速器总成和引进日本五十铃汽车变速器总成的噪声对照以及齿轮零件的检测结果，采纳排列图比较分析，说明制造零件检测结果知足设计要求时，装配后总成不必然知足噪声标准要求；利用CORRL相关系数对总成三、四档噪声值与齿轮副差平均值进行相关分析，说明与总成噪声紧密相关的齿轮精度项目是径向一齿综合误差。从齿轮制造工艺着手，提出几项降低噪声的方法，为国产化五十铃汽车变速器的齿轮降噪提供技术依据。

关键词：汽车齿轮；齿轮噪声；齿轮精度；齿轮工艺

1 总成噪声及零件精度检测

总成噪声检测

选用五十铃汽车变速器总成和我厂变速器总成共三台，编号：国产总成1#、国产总成2#、日本总成；依据QC/T29063-1992《汽车变速器总成技术条件》和QC/T568-1999 《台架实验方式》；采纳测距为300mm，一轴输入转速为2900～3100r/min，按

QC/T568-199中关于噪声测量项目进行检测。检测结果如表1所示。

表1 五十铃汽车变速器总成噪声测定结果

零件精度检测

齿轮传动机构包括齿轮副、轴、轴承及箱体等零件，其运转质量要紧取决于齿轮的加工精度和安装精度。各项齿轮误差对齿轮传动的利用功能具有不同的阻碍，从现有文献明白，对噪声有阻碍的误差项目有齿形误差、径向一齿综合误差、径向综合误差和齿向误差等[1]。在此列出高速档齿轮副零件上双啮仪综合检查结果及齿形误差、齿向误差大小，以便对照分析。检测结果如表2所示。

表2 五十铃变速器三、四、五档齿轮零件检测结果

2对照分析

总成噪声对照分析

依照总成噪声检测结果，绘制总成噪声排列图如图1。

排列图中对照结果说明：日本总成噪声按标准完全合格，尤其是四档噪声低于标准值3

分贝；两台国产总成噪声二档、三档、四档，五档、倒档均未达到标准要求，四档噪声

与标准值相差最大且高于日本总成四档噪声7～8分贝。总成噪声标准目前在国产变速器产品图中并未列出，因此国产变速器总成降噪是值得研究的课题。

零件精度对照分析

依照高速档齿轮（五档为超速档暂未作对照）零件精度检测果绘制零件精度排列图如图二、图3、图4、图5所示。图中检测项目一、二、3、4别离为径向综合误差、径向

一齿综合误差、齿形误差、齿向误差。

排列图中对照结果说明，国产齿轮零件径向综合误差、径向一齿综合误差均达到了产品图纸要求，但齿形误差不稳固（从齿形误差曲线可看出，有齿形误差无规律、齿根高、齿顶修缘太长的现象），齿向误差有个别超差；而日本入口件四项指标均合格，且精度明显高于产品图纸要求。显然制造齿轮零件知足产品图纸要求，但装配总成后不必然能知足噪声标准要求。要降低国产总成的噪声，必需提高齿轮制造精度。

齿轮误差对照分析

为了经济有效地操纵齿轮误差，达到总成降噪的目的，咱们必需弄清以上四项误差与总成噪声的相关程度。表3为三、四档齿轮副误差平均值及CORREL相关系数[6]。利用CORREL相关系数对总成三、四档噪声值进行相关分析，相关系数计算结果如表3，相关系数图如图6所示。

表6 三、四档齿轮副误差平均值及CORREL相关系数

从相关系数计算结果及相关系数图可知，与总成噪声紧密相关的精度项目是径向一齿综合误差，且随着齿轮的圆周速度的提高，径向综合误差与总成噪声的相关程度加大，第二是齿形误差。齿向误差与总成噪声相关系数不稳固，说明齿向误差不是直接阻碍噪声的误差因素。

在生产中，为操纵齿轮的制造质量和齿轮副的传动质量。依照产生误差的缘故和它们对传动功能的阻碍，GB10095-88标准将规定的22项齿轮公差分为三个公差组17个查验组[2]。依照轻型汽车变速器齿轮副的工作要求，适用于大量量生产的6～8级精度齿轮的最正确查验组为△F″i+△F w、△f″i、△Fβ。因为大量量生产中讲究的是保证质量，检测方式的确信及测量仪器的配备都必需考虑操作方便省时。此查验组需要的检测仪器为双啮仪、公法线千分尺、齿向仪。在双啮仪上，除测量齿轮的接触斑点，假设接触斑点的散布位置和大小符合要求时，那么△Fβ可不检。显然，采纳此查验组检测本钱低，效率高。在第二公差组中，反映的是齿轮的工作平稳性精度，毫无疑问阻碍噪声的误差为

径向一齿综合误差△f″i。

径向一齿综合误差是被测齿轮与理想精度的测量齿轮双面啮合传动时，通过双啮中心距的转变来反映齿轮一齿的转角误差。它综合反映左右两齿形误差和基节不均匀性。综合误差与单项误差的关系为[3]

△fpt+△ff

△f″i=

4sinα

式中△f″i为径向一齿综合误差；△f pt为齿距误差；α为法向压力角。

以上公式亦说明，与噪声紧密相关的齿轮误差是径向一齿综合误差△f″i，而不是齿形误差△f f，因径向一齿综合误差△f″i是齿距误差△f pt和齿形误差△f f两因素的综合结果。

3降噪方法

降低齿轮误差△f″i，提高f″i精度1级

齿轮零件装配前验收标准，应按设计要求提高f″i精度1级。要提高f″i精度品级，在制造进程中必需做到以下几点：

a 滚齿时操纵△F r，以减少剃齿时△F r转化为△f pt；

b 修磨剃齿刀齿形曲线，操纵△f f；

c 操纵热处置变形。

降低齿轮误差△F″i，提高F″i精度1级

尽管△F″i要紧反映齿轮的运动精度，但△F″i太大必将造成△f″i值增大，从图6相关系数图分析可知，随着圆周速度的提高，△F″i对噪声阻碍加大。

3.3 提高表面粗糙度

关于剃齿零件，热处置后应采纳精珩轮珩齿。珩齿能够排除齿面的磕碰和去除毛刺，提高表面粗糙度；能够纠正齿轮淬火后的微量误差，能微量降低噪声[4]。

减少磨齿余量，降低齿形误差

关于磨齿零件，在蜗杆砂轮磨齿机上加工时，齿轮精度要紧取决于传动链的精度和蜗杆砂轮形状的精度[5]。应采纳专用磨前滚刀预切齿，磨齿余量尽可能小，齿底尽可能不磨。如此既减缓了砂轮的磨损，幸免磨齿后齿形误差曲线齿根高的情形，保证了齿形精度，又提高了工效。

采纳修缘齿形或凸齿形

GB10095-88规定的设计齿形，即修缘齿形或凸齿形，齿顶和齿根处的齿形误差许诺