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汽车变速器齿轮噪声与振动传递特性研究
| 论文题名： | 汽车变速器齿轮噪声与振动传递特性研究 |
| 关键词： | 汽车变速器;齿面修形;刚柔耦合;壳体优化 |
| 摘要： | 随着汽车产业的不断发展，各国政府不断推出更加严格的噪声法规和标准来降低车外噪声对环境的危害，同时车辆的新生代用户逐渐提出更高的声品质需求。在这些因素的驱动下，汽车研究开发水平不断提高，研发人员对先前较突出的发动机噪声和轮胎噪声进行了有效的治理，由于遮蔽情况发生改变，变速器齿轮噪声问题反而不断凸显。因此，变速器降噪的工作需要更多的努力。本文以某主副箱结构的重型商用车变速器为研究对象，运用仿真与测试等手段，对变速器齿轮噪声的产生和传播机理进行研究，建立动力学分析模型，研究振动噪声关键影响因素，提出在功率分流和壳体柔性情况下的变速器振动特性分析方法，并对齿轮啮合噪声进行预估与优化，对变速器降噪工作具有一定的借鉴意义。 首先，针对某工况下现有变速器个别挡位出现的噪声偏高问题，分析变速器结构特征、动力传递路线。基于MASTA软件对变速器传动系统进行建模，仿真分析功率分流结构的均载特性和啮合副之间的相位对齿轮动态啮合的影响。将变速器工作时动力传递路线上各传扭齿轮副啮合产生的传递误差作为激励，在升速工况下研究传动系统动力学响应，分析振动频谱特性，确定了噪声激励源。 其次，以减小齿轮副静态传递误差和啮合错位量为优化目标，探究主箱齿轮的齿面修形方案，并比较优化前后的传递误差、啮合错位量、齿部接触情况和轴承振动响应特性，分析了优化方案的可行性。 然后，将壳体柔性化处理，并建立齿轮轴系-壳体刚柔耦合模型，分析壳体支撑轴承孔处的受载变形及相应的齿轮啮合情况，以及主箱齿轮副的传递误差和刚柔耦合系统动力学响应。通过分析轴承处的振动情况和耦合系统模态，确定了产生振动峰值的动力学响应位置和振动峰值频率。 最后，以提高壳体支撑轴承孔处刚度和改变壳体模态频率为目标，通过增加壁厚、设置加强筋等措施进行壳体优化。然后比较优化前后的壳体受载变形、齿轮啮合传递误差、耦合系统模态频率和动力学响应等数据，验证壳体优化改进方案对抑制变速器振动的可行性。最终对齿面修形和壳体优化的变速器开展台架测试，并与原噪声测试数据对比，验证了变速器啸叫噪声的研究解决方案的有效性。 |
| 作者： | 杨罡 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 孙玲玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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