基于振動噪聲的汽車變速器優(yōu)化設計.pdf

1、變速器自身的振動及噪聲輻射是影響汽車NVH性能的重要因素之一。除了變速器齒輪傳動系統(tǒng)自身的噪聲輻射之外，其振動和沖擊對變速器箱體的激勵作用會使箱體產生聲輻射。因此，優(yōu)化齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)響應是控制變速器噪聲水平的有效途徑。本文基于齒輪系統(tǒng)動力學和機械優(yōu)化設計理論，建立低噪聲齒輪傳動系統(tǒng)優(yōu)化模型，對某變速器工作擋位齒輪副的幾何參數進行優(yōu)化設計，為低噪聲變速器設計提供理論支持。本文的主要工作內容如下：
　　第一，對幾種常用的齒輪時變嚙

2、合剛度計算方法進行了總結，針對Y.Cai齒輪剛度計算公式中沒有考慮到輪齒變位系數這一影響因素對其進行了修正。利用MATLAB軟件，編寫了相應的計算程序，進而對不同齒輪參數下，各計算方法所得的剛度的數值和變化規(guī)律進行分析，確定本文動力學模型中時變嚙合剛度的計算方法。
　　第二，基于齒輪系統(tǒng)動力學，考慮齒輪傳動系統(tǒng)中齒輪時變參數(嚙合剛度、嚙合誤差)、齒輪軸的扭振以及各個齒輪徑向振動，建立二級齒輪傳動系統(tǒng)的動力學模型，以齒輪副無量綱振

3、動位移、齒輪傳動系統(tǒng)固有頻率以及齒輪副振動加速度為指標，分析了齒輪副的幾何參數的變化對系統(tǒng)動態(tài)響應的影響。分析表明，齒輪副的靜力位移隨著齒輪的模數、齒數、齒寬、螺旋角數值的增加而減小。齒輪副的平均嚙合剛度對模數和螺旋角的變化并不敏感，其數值隨主被動齒輪齒數、齒寬的增加明顯增大。齒輪副的固有頻率和系統(tǒng)固有頻率隨著齒輪模數、齒數、齒寬、螺旋角數值的增加而減小。齒輪副無量綱振動位移的幅值和系統(tǒng)激振頻率、固有頻率、質量比的變化有關。齒輪副振動加

4、速度的大小和系統(tǒng)動態(tài)嚙合力的有關，當系統(tǒng)靜態(tài)位移和剛度變化不大時，其數值和無量綱振動位移的幅值呈正相關關系。
　　第三，基于機械優(yōu)化設計理論，引入變速器噪聲水平經驗計算模型、齒輪副的體積構建目標函數，以齒輪的機械性能、變速器中心距、傳動比為約束條件，建立低噪聲變速器齒輪系統(tǒng)優(yōu)化設計模型。以某變速器為例進行仿真，對優(yōu)化前后齒輪的無量綱位移、動態(tài)嚙合力、齒輪副加速度，以及噪聲水平進行了對比分析。結果表明，優(yōu)化齒輪副幾何參數可以降低變速