变速器齿轮振动机理及修形减振降噪方法

摘要：变速器是车辆传递动力的主要装置，变速器振动和噪声水平对车辆的舒适度有着重要的影响。齿轮的振动和噪声是决定变速器振动和噪声的关键因素。齿轮传动的激励主要包括两类：一类是由原动机和负载引起的外部激励，另一类是由时变啮合刚度、时变传递误差和啮合冲击等引起的内部激励。对齿轮运转过程进行深入分析，改善齿轮的啮合状态是前沿课题之一。

关键词： 变速器；斜齿轮；振动机理； 温度场；齿轮修形减振

中图分类号：TU36 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0258-01

Abstract： transmission is the main vehicle transmission power， transmission vibration and noise level of the vehicle has an important impact on the comfort of the vehicle. The vibration and noise of gear are the key factors that determine the vibration and noise of transmission. There are two types of drive in gear drive： one is external drive caused by prime mover and load， and the other is internal drive caused by time-varying meshing stiffness， time-varying transmission error and meshing impact. It is one of the foreland topics to deeply analyze the process of gear operation and improve gear meshing.

Keywords： transmission； Helical gear； Vibration mechanism； Temperature field； Gear relief

1 磨損残余物分析诊断方法

对于汽车变速箱齿轮而言，其最为主要也是最为常见的失效形式就是磨损失效；汽车在运行过程中，若出现齿面磨损，则可以在润滑油中找到这些磨损的残余物；对于磨损残余物分析诊断方法来讲，其对机器失效有关信息的快速获取，主要是基于对机械零部件磨损残余物在润滑油中残余物含量的测定来完成的。①对残余物进行直接检查，以及通过对润滑油浑浊度变化、电感的变化以及油膜间隙内电容的测定来快速获得有关零件失效的重要信息；②收集残余物，例如，应用特殊的过滤器或者磁性探头等来把工作表面因疲劳而形成的大块剥落物收集起来；③油样分析；这种分析技术，对于机械磨损部位和过程的研究、磨损机理的研究以及磨损失效类型的研究均具有重要的意义；它可基于不解体、不停机这种状态来诊断故障和全程监测机械设备的进行状态；此外，这种油样分析技术又可分为两种类型：第一，分析油样本身的化学物理性能；第二，磨屑监测技术，也就是对油液中的不溶解物质进行分析的一种技术。

2 振动检测技术诊断法

有关机械振动信号，这是当前诊断技术采用最多的一种信号，这主要是基于由振动所产生的机械损坏具有相当高的比率；根据相关资料可知，由机械振动而带来的机械故障超过三分之二；此外，最容易获得的振动信号，是来自机械运转中所产生的，而且在振动信号中，还具有数量众多的能对机械设备状态进行反映的信号，通过振动的异常可把许多机械故障反应出来。振动检测技术诊断法，主要是基于对设备振动参数及特征的检测，来对设备状态和故障进行分析的一种方法。因为振动不仅具有参数多样性和广泛性，而且还具有测振方法的在线性和无损性，因而进行机械设备故障诊断的首选方法就是这种机械设备振动监测诊断法。汽车变速箱齿轮若出现表面失效，则在运行中，将有与正常齿轮啮合不一样的振动和噪音产生出来。根据振动检测技术，把行驶汽车的振动信号测取出来，就可结合变速箱频率来对测量参数及传感器进行选择；为把足够数量顺利检测到，又可把变速箱齿轮状态信号进行真实反映，对于振动测量点就要进行恰当的选择；一般把那些能够全面反映变速箱齿轮振动状态的的振动敏感点作为测量点，此外，还把与诊断核心部分距离最近的关键点以及极易产生劣化现象的易损点作为测量点，这样可最大限度确保进行振动信号测量的高效性和有效性。对于振动检测技术诊断法，不仅可实时、直观地体现机械动态特征及其变化过程，而且还可准确地体现机械动态特征和运动过程，再加上这种方法在应用上的简单实用，故这种故障诊断方法在实际当中得到了极为广泛的应用。

3 就有多种渐开线轮齿在改进之后的抗噪的能力。

除了这个之外，在一定的条件之下，可以适当的加大螺旋角，这样也能够有效的改善振动。这其中的原因也就是加大了螺旋角，这样轴向负载也更大，契合的长度使得符合程度变小。这种经验是比较足的，例如在国外的某轿车中的圆柱形斜轮齿，这其中的螺旋角的角度超过了三十度。

既然增大螺旋角能增加接触线长度，那么增大齿宽同样能达到增加接触线长度。而事实上，对于不同的齿轮类型，依靠增加齿宽来达到减小振动，其效果有比较明显的差别。例如笔者和其他人的实验结果业已证明，对双圆弧齿轮传动，在轴向重合度一定时，齿宽减小，噪声反而减小，即使轴向重合度减小，随之而来的齿宽减小，在一定范围内噪声也可减小。其原因是：（1）齿宽减小，齿轮质量下降，齿轮共振频率提高，在一般中低转速下，震动量值减小。（2）当重合度一定时，齿宽减小，螺旋角增大，从而可使传动误差减小，这是比较关键的一点。而对于渐开线直齿轮，从理论上讲，齿宽增大，单位齿宽载荷减小，但齿宽增大的同时也增大了对轴的变形和安装误差的敏感程度，极易发生偏载，这需要有比较精确的修形措施来保证。

4 结语

减少噪音加大轮齿的运作能力，这项研究非常重要。不过新型的齿轮的出现，也关系到了工刀以及其他方面的一些问题。实际情况来说，在科技不断进步的今天，计算机的辅助的制造与设计都是新型的概念，逐渐的被世人所运用与接收。科技比较发达的国家出现了自由轮齿的设计理念，也就是具体加工与所要达到的设计的目标等，结合多个角度进行分析与探讨，在得出经验之后，采用专门的方式进行设计并制造出来，做好精密度的检测。

参考文献

[1]彭华勇.汽车车内噪声分析与控制方法研究[J].科技资讯，2016（11）： 119.

[2]殷亦男.离合器故障分析与维修探讨[J].科技信息，2010（31）：107-108.

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