基于振動噪聲的汽車變速器優(yōu)化設(shè)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(chǎn)生聲輻射。因此，優(yōu)化齒輪傳動系統(tǒng)的動態(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)動力學(xué)和機械優(yōu)化設(shè)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(shù)進行優(yōu)化設(shè)計，為低噪聲變速器設(shè)計提供理論支持。本文的主要工作內(nèi)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(jié)，針對Y.Cai齒輪剛度計算公式中沒有考慮到輪齒變位系數(shù)這一影響因素對其進行了修正。利用MATLAB軟件，編寫了相應(yīng)的計算程序，進而對不同齒輪參數(shù)下，各計算方法所得的剛度的數(shù)值和變化規(guī)律進行分析，確定本文動力學(xué)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(xué)，考慮齒輪傳動系統(tǒng)中齒輪時變參數(shù)(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(xué)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(biāo)，分析了齒輪副的幾何參數(shù)的變化對系統(tǒng)動態(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模數(shù)和螺旋角的變化并不敏感，其數(shù)值隨主被動齒輪齒數(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。齒輪副無量綱振動位移的幅值和系統(tǒng)激振頻率、固有頻率、質(zhì)量比的變化有關(guān)。齒輪副振動加

4、速度的大小和系統(tǒng)動態(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，其數(shù)值和無量綱振動位移的幅值呈正相關(guān)關(guān)系。
　　第三，基于機械優(yōu)化設(shè)計理論，引入變速器噪聲水平經(jīng)驗計算模型、齒輪副的體積構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，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(shè)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(jié)果表明，優(yōu)化齒輪副幾何參數(shù)可以降低變速