汽車變速器齒輪噪聲產(chǎn)生機(jī)理和影響因素探析

1、汽車變速器齒輪噪聲產(chǎn)生機(jī)理和影響因素探析摘 要基于現(xiàn)代汽車行駛過程中因產(chǎn)生較大噪聲而影 響到人們正常的生產(chǎn)生活，在得出汽車噪音污染源主要來自 于變速器噪聲的基礎(chǔ)上，著重探討了汽車變速器齒輪噪聲的 產(chǎn)生機(jī)理及其影響因素，這對(duì)于汽車低噪聲化的實(shí)現(xiàn)、促使 現(xiàn)代交通的持續(xù)健康發(fā)展均具有一定的參考作用。關(guān)鍵詞變速器；齒輪噪聲；產(chǎn)生機(jī)理；影響因素中圖分類號(hào)u46文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼a文章編號(hào)1674-6708(2013) 92-0173-020引言隨著社會(huì)的發(fā)展、城市化進(jìn)程的加快，噪聲污染已成為 當(dāng)代社會(huì)的一大公害；困擾著人們休息生養(yǎng)的噪聲污染，其 中一個(gè)很重要的污染源，就是來自于汽車這種交通交通工 具。隨著科技水

2、平的提高，在當(dāng)代汽車的變速器之中，其傳 動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速也日益提高，眾所周知，汽車這種交通工具之所 以會(huì)成為噪聲污染的一大主要污染源，除了它的排氣系統(tǒng)和 發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生出巨大噪音以外，還有一個(gè)就是汽車變速器的 傳動(dòng)軸在高速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中也會(huì)發(fā)出巨大的噪音；因此，要實(shí) 現(xiàn)現(xiàn)代汽車的低噪聲化，其中一個(gè)極其重要的途徑就是盡最 大限度把變速器的噪聲降低下來；實(shí)踐表明，產(chǎn)生變速器的 噪音，具有極其眾多的原因，而且其形成機(jī)理也是錯(cuò)綜復(fù)雜 的，其中一個(gè)最為主要的原因是與汽車變速器齒輪嚙合有著 極其密切的關(guān)系；基于此，以下就著重探討一下有關(guān)汽車變 速器齒輪噪聲產(chǎn)生的機(jī)理及其影響因素。1關(guān)于汽車變速器齒輪噪聲產(chǎn)生機(jī)理的分析

3、實(shí)踐表明，有關(guān)聲源和傳播這二者，會(huì)共同決定著變速 器所產(chǎn)生的噪音帶給人們的聽覺效應(yīng)；所以，把會(huì)對(duì)這二者 產(chǎn)生影響的設(shè)計(jì)因素找出來，并針對(duì)其所用材料、參數(shù)以及 結(jié)構(gòu)等制定出相應(yīng)的措施，這對(duì)于把變速器所產(chǎn)生的噪音降 低下來具有很好的效果。由于變速器齒輪噪聲的產(chǎn)生極其復(fù) 雜，故對(duì)其分析研究會(huì)有一定的難度；從齒輪本身傳動(dòng)所產(chǎn) 生的噪音來看，其形成機(jī)理主要有以下這幾種情況：1）齒輪因相對(duì)速度變化而形成沖擊噪音進(jìn)入嚙合區(qū)的 一對(duì)齒輪開始進(jìn)行嚙合以后，其相對(duì)滑動(dòng)速度快慢會(huì)出現(xiàn)改 變，因這種速度大小的改變，會(huì)破壞油膜、促使齒輪間摩擦 系數(shù)發(fā)生改變，從而出現(xiàn)沖擊和摩擦，這就形成了齒輪的本 質(zhì)噪音；這無關(guān)與齒輪的

4、相關(guān)加工。若齒輪表面出現(xiàn)不平或 者其齒形與基節(jié)出現(xiàn)誤差，則嚙合線上的速度分量就會(huì)出現(xiàn) 極大的沖擊，這樣就出現(xiàn)了沖擊噪音；2）齒輪因嚙合脈動(dòng)而才帶來的噪音。嚙合的齒輪，因 彈性變形而產(chǎn)生嚙合振動(dòng)；初始進(jìn)入嚙合的齒因齒輪變形而 出現(xiàn)碰撞沖擊，故形成了與嚙合線平行的脈動(dòng)力，致使變速 器齒輪噪聲的產(chǎn)生；3）齒輪因誤差產(chǎn)生的噪音。嚙合的齒輪，其剛度出現(xiàn) 周期性變化；若齒輪存在著誤差，則會(huì)與齒輪法向周節(jié)誤差 （動(dòng)荷載致使齒輪彎曲變形所帶來的）共同起作用，從而產(chǎn) 生更大的振動(dòng)，出現(xiàn)更大的噪音。綜上，齒輪噪音產(chǎn)生機(jī)理除了與自身原因有關(guān)以外，還 跟諸如不良的電機(jī)、傳動(dòng)環(huán)節(jié)出現(xiàn)負(fù)荷變化以及驅(qū)動(dòng)軸振擺 回轉(zhuǎn)等這些常

5、見外部因素有關(guān)。2汽車變速器齒輪噪聲的影響因素分析由于節(jié)點(diǎn)脈動(dòng)及嚙合脈動(dòng)是形成齒輪噪音的最根本原 因，故對(duì)這兩個(gè)振動(dòng)進(jìn)行影響的因素就是影響汽車變速器齒 輪噪聲的因素，而對(duì)這兩個(gè)脈動(dòng)力產(chǎn)生影響的因素很多，總 的來看，主要有以下這幾類：2）關(guān)于模數(shù)與齒數(shù)所帶來的影響。齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)，其 中一個(gè)重要的參數(shù)就是這個(gè)模數(shù)；齒輪進(jìn)行嚙合會(huì)產(chǎn)生嚙合 脈動(dòng)，其主要原因就是跟輪齒的彈性變形有著很大的關(guān)系。 作為齒輪設(shè)計(jì)中的一個(gè)基本參數(shù)一一齒輪模數(shù)，若是比較大 的模數(shù)（也即具有比較大尺寸的齒輪），則也就具有比較大 的承載能力；模數(shù)這個(gè)參數(shù)與輪齒的彎曲程度呈反比關(guān)系， 若把模數(shù)增大也就是把輪齒的剛度進(jìn)行了提高，這樣在

6、進(jìn)行 嚙合傳動(dòng)的時(shí)候，因輪齒彈性變形不會(huì)很大，這就把輪齒所 形成的沖擊力大大降低下來，從而達(dá)到了把總是大大降低的 目的，因此，從這個(gè)角度來看，應(yīng)該適當(dāng)加大模數(shù)；但在加 工齒輪時(shí)所產(chǎn)生的誤差也跟模數(shù)有著比較大的聯(lián)系，若增大 模數(shù)，則也將增大齒形及齒距的誤差，此時(shí)也會(huì)相應(yīng)增大嚙 合噪聲，故選擇模數(shù)應(yīng)結(jié)合具體情況來進(jìn)行確定。在保持模 數(shù)不改變情況下，齒輪的直徑與齒數(shù)呈正比關(guān)系，故齒數(shù)的 改變相應(yīng)的也會(huì)改變輪齒的彎曲量及彈性剛度；因聲源產(chǎn)生 出的噪聲強(qiáng)弱不僅與振源能量大小有關(guān)，還跟輻射面積大小 有著一定的關(guān)系，若增大輻射面積，則其輻射功率也將跟著 增大；因增大齒輪直徑會(huì)帶來噪聲輻射面積的增大，這將極

7、大影響到齒輪噪聲的有效控制。因此，在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)， 在確保齒輪強(qiáng)度許可范圍內(nèi)，盡量應(yīng)用小齒數(shù)和小模數(shù)，還 可結(jié)合材料的合理選擇及熱處理方法，來促使輪齒強(qiáng)度的提 高，從而把輪齒直徑降低下來，達(dá)到降低齒輪噪聲的目的。3）關(guān)于壓力角所帶來的影響。增大壓力角，也達(dá)到增 加齒輪傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的作用；但在多數(shù)情況 下，并非越大的壓力角會(huì)帶來越好的效果；因增大壓力角， 有可能增大齒輪之間作用力的合力及其垂直分力，從而增大 噪聲；若把壓力角減小，則韓達(dá)到把齒輪噪聲降低的效果， 但也會(huì)使齒輪強(qiáng)度削弱而帶來不利影響。因此若主要矛盾為 低噪聲時(shí)，應(yīng)選擇盡量小的壓力角，這就可達(dá)到把噪聲和強(qiáng) 度這二者兼顧的良好效果。2.2汽車變速器齒輪噪聲的影響因素之二齒輪精度2）接觸精度所帶來的影響。對(duì)接觸精度進(jìn)行檢查，這 是尋找齒輪噪聲出現(xiàn)原因最佳途徑；對(duì)它進(jìn)行影響的因素主 要有這些：齒面?zhèn)?、齒輪齒向誤差、箱體孔的加工誤差等 等。3結(jié)論總之，要降低汽車變速器齒輪的噪音，一定要充分了解 有關(guān)汽車變速器的結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)等，在這個(gè)基礎(chǔ) 上，再對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行認(rèn)真分析和比較，這對(duì)于準(zhǔn)確找出齒 輪噪聲產(chǎn)生的根源、并制定出相應(yīng)的措施