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原文传递某变速器啸叫噪声分析与优化

论文题名：	某变速器啸叫噪声分析与优化
关键词：	汽车传动系统;变速器;啸叫噪声;优化设计
摘要：	变速器作为汽车传动系统的重要部件之一，其性能直接影响整车性能。变速器啸叫噪声问题已经成为汽车用户反馈越来越多的NVH问题之一，因此，汽车行业解决变速器啸叫问题迫在眉睫。论文针对某企业生产的双离合变速器啸叫问题，运用试验结合仿真分析的方式，研究不同齿轮宏观基本参数与齿轮微观修形参数两个方面对啸叫噪声的影响，从激励源方面解决了变速器啸叫问题。论文主要工作如下：　　为分析该变速器产生啸叫的激励源，对该变速器进行了整车试验、台架试验和接触斑点试验，以及试验数据分析。根据变速器结构参数和阶次分析技术处理了整车测试数据，结果表明变速器啸叫噪声为二挡齿轮21阶次噪声，提取该阶次切片，发现较高的阶次声压级高达到了46dB(A)左右，超出了企业标准40dB(A)；为排除整车道路测试时外界因素的干扰，进行了变速器单体台架试验，结果与整车试验结果一致；为了解齿轮间啮合情况，进行了接触斑点试验，结果发现二挡轮齿齿面接触斑点存在偏载的情况。　　为解决变速器啸叫问题，基于Romax软件建立了变速器动力学仿真模型，并经试验证明了模型的准确性。首先完成了轴系、齿轮、轴承等零部件的建模，变速器箱体的有限元模型在Hypermesh软件中建立完成之后导入到Romax软件，为提高计算效率,对模型进行了动态缩聚,然后仿真计算出二挡齿轮副在驱动工况下的轮齿刚度和传递误差，并作为齿轮传动系统的内部激励，得到变速器左、后悬置振动加速度响应曲线，与变速器单体台架试验结果对比分析，两者变化趋势基本一致，验证了所建模型的准确与可靠，为后续仿真分析奠定了模型基础。　　采用切片法求解了斜齿轮啮合刚度，通过改变齿轮宏观基本参数研究了重合度对齿轮啮合刚度的影响规律。结果表明，在端面重合度εα或轴向重合度εβ接近整数时，齿轮啮合刚度波动量较小，而当轴向重合度εβ与端面重合度εα都不接近整数，但总重合度εγ接近整数时，啮合刚度波动则较大。基于上述研究成果，对齿轮宏观参数进行了优化，优化后的传递误差峰峰值和一阶谐波幅值分别降低了0.53μm、0.25μm，啮合刚度均值及啮合刚度波动值分别降低了6.33×106/(N/m)、4.95×107/(N/m)。　　为进一步控制齿轮啸叫噪声，应用正交设计和容差分析方法对齿轮齿廓和齿向进行了三维综合修形并试验验证。首先，对齿轮微观修形参数正交设计，得到综合齿形斜度修形fHa、综合齿形鼓形Cα、综合齿向斜度修形fHβ、综合齿向鼓形Cβ最佳的修形量分别为11.1μm、6.7μm、13.3μm、-23.3μm；将各参数修形量运用到模型中进行仿真分析，得到传递误差与原本方案相比降低了0.25μm，接触斑点更加均匀分布在齿面中部且接触斑点面积增大，齿面单位长度载荷最大值降低了60.1N/mm；然后，对齿轮微观修形参数容差分析，确定了各参数均满足优化目的的制造公差范围。优化后仿真分析得到变速器壳体振动加速度曲线与优化前对比，结果表明，变速器左、后悬置振动加速度平均降低了3.4m/s2和3.8m/s2；最后，通过整车试验验证变速器的啸叫噪声得以降低，满足了企业对该挡位齿轮噪声评价标准。　　本文应用试验与仿真相结合的方法研究变速器啸叫产生机理，并对齿轮宏观参数和微观修形参数进行优化设计，为实际工程中同类问题提供了参考和借鉴。
作者：	刘琳
专业：	工程(车辆工程)
导师：	黄泽好;姜艳军
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆理工大学
学位年度：	2022