基于振動(dòng)噪聲的汽車(chē)變速器優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、變速器自身的振動(dòng)及噪聲輻射是影響汽車(chē)NVH性能的重要因素之一。除了變速器齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)自身的噪聲輻射之外，其振動(dòng)和沖擊對(duì)變速器箱體的激勵(lì)作用會(huì)使箱體產(chǎn)生聲輻射。因此，優(yōu)化齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)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(dòng)力學(xué)和機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，建立低噪聲齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化模型，對(duì)某變速器工作擋位齒輪副的幾何參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，為低噪聲變速器設(shè)計(jì)提供理論支持。本文的主要工作內(nèi)容如下：
　　第一，對(duì)幾種常用的齒輪時(shí)變嚙

2、合剛度計(jì)算方法進(jìn)行了總結(jié)，針對(duì)Y.Cai齒輪剛度計(jì)算公式中沒(méi)有考慮到輪齒變位系數(shù)這一影響因素對(duì)其進(jìn)行了修正。利用MATLAB軟件，編寫(xiě)了相應(yīng)的計(jì)算程序，進(jìn)而對(duì)不同齒輪參數(shù)下，各計(jì)算方法所得的剛度的數(shù)值和變化規(guī)律進(jìn)行分析，確定本文動(dòng)力學(xué)模型中時(shí)變嚙合剛度的計(jì)算方法。
　　第二，基于齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，考慮齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中齒輪時(shí)變參數(shù)(嚙合剛度、嚙合誤差)、齒輪軸的扭振以及各個(gè)齒輪徑向振動(dòng)，建立二級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，以齒輪副無(wú)量綱振

3、動(dòng)位移、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)固有頻率以及齒輪副振動(dòng)加速度為指標(biāo)，分析了齒輪副的幾何參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響。分析表明，齒輪副的靜力位移隨著齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、齒寬、螺旋角數(shù)值的增加而減小。齒輪副的平均嚙合剛度對(duì)模數(shù)和螺旋角的變化并不敏感，其數(shù)值隨主被動(dòng)齒輪齒數(shù)、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(shù)、齒數(shù)、齒寬、螺旋角數(shù)值的增加而減小。齒輪副無(wú)量綱振動(dòng)位移的幅值和系統(tǒng)激振頻率、固有頻率、質(zhì)量比的變化有關(guān)。齒輪副振動(dòng)加

4、速度的大小和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)嚙合力的有關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)靜態(tài)位移和剛度變化不大時(shí)，其數(shù)值和無(wú)量綱振動(dòng)位移的幅值呈正相關(guān)關(guān)系。
　　第三，基于機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，引入變速器噪聲水平經(jīng)驗(yàn)計(jì)算模型、齒輪副的體積構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，以齒輪的機(jī)械性能、變速器中心距、傳動(dòng)比為約束條件，建立低噪聲變速器齒輪系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。以某變速器為例進(jìn)行仿真，對(duì)優(yōu)化前后齒輪的無(wú)量綱位移、動(dòng)態(tài)嚙合力、齒輪副加速度，以及噪聲水平進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明，優(yōu)化齒輪副幾何參數(shù)可以降低變速