1 概述
本文针对汽车上变速器的NVH 问题,利用理论分析和试验研究相结合的方法,找到变速器振动、噪声的主要源,并对噪声振动提出一些主观评价的方法,以及提出降低变速器振动、噪声的措施,以达到减少汽车传动系统的NVH 问题,提高乘坐舒适性。
2 变速箱NVH 的研究
针对NVH 问题,通常变速器SOR 中会有明确的规定。噪音异响要求:除图样和技术规范参数的要求外,零部件在进行整车试验时,不得发生任何异响;主观评价要求:噪音传递≥8。噪音水平要求:在整车上的700rpm~5800rpm 转速范围内不能出现明显的齿轮阶次噪音,变速器的阶次噪音要求比整车总体噪音低10dB。由变速器SOR 中NVH 要求可知,通常齿轮传动在NVH 问题扮演着十分重要的角色,即发生源。
齿轮传动有很多优点,传动比稳定,速比范围大,圆周速度高,传递功率大,效率高,工作可靠,寿命长。但是齿轮传动易产生噪声,尤其是在高速运转情况下更为突出,一般齿轮传动的噪声频率在20~20000Hz,这正是人的听觉最易感受的频率范围。噪声会使人疲劳,有碍人体健康,并会降低齿轮的使用寿命。因此,我们应尽可能地认识齿轮噪声的产生机理并采取相应的措施。齿轮传动广泛应用于变速器总成中,齿轮传动的特点是轮齿相互交替啮合,在节点之外的啮合处既有滚动又有滑动,不可避免地要产生齿与齿之间的撞击与摩擦。轮齿在啮合和脱离过程中产生的周期性冲击噪声的基频即为齿轮的啮合频率。啮合频率Fm=nz/60(Hz),式中n 为转速(r/min),z 为齿轮齿数。
3 齿轴参数对NVH 的影响
齿轮宏观参数、微观参数以及加工策略是影响NVH 的主要方面。齿轮宏观参数主要是模数、压力角、螺旋角、重合度、侧隙、阶次差等。微观参数主要是齿轴变形、齿轮错位、传递误差、接触区域等。齿轮加工方式主要是加工齿轮时的精度、齿面纹路等。
齿轮宏观参数中,重合度是齿轮传动质量的重要指标,重合度越大,表明同时参与啮合的齿对数最多,多对齿轮啮合的时间越长,以致每一对齿所承受的载荷越小,从而使齿轮的承载能力相对地提高,而且传动更加平稳。斜齿轮重合度分为两种,一个为端面重合度εα,一个为轴向重合度εβ,(1)端面重合度:εα=B1B2/p b;(2)轴向重合度:εβ=B×tan(β);(3)总重合度:εγ= εα+ εβ。
因为重合度对NVH 有着重要的影响,很多科研机构对两者的关系进行深入的理论和实践研究。如美国GM 公司、德国VDI、西北工业大学等,从众多的试验数据表明:当实际轴向重合度接近于整数时,如~1.0、~2.0,齿轮的啮合激励是最小的。
4 变速箱NVH 的接触斑点测试分析
变速器主观评价(声振粗糙度)的内容:在平坦路面上,分别在各前进档位下WOT (急加速)/Part Load (缓加速)/Coast(滑行),判断变速器有无“呜呜”声、卡嗒声以及声音品质如何等。“呜呜”声(Whine) 是由齿轮啮合产生,属中高频噪声,又叫齿轮啸叫;“卡嗒”声(Rattle) 指齿轮轮齿之间的碰击声;变速器台架试验中,前进档齿轮(一档到四档)噪音水平不应超过83dB(A),超速档(五档);和倒车档齿轮噪音水平不应超过85dB(A)。测试背景噪音不超过70dB(A)。一般变速器NVH 从发生源,即齿轮传动开始排查。测试首先从变速器接触斑点试验开始,目的是考核变速器齿轮的接触痕迹。测试的方法是将变速器放置在高速的试验台上,试验台的最大输入扭矩为250N.m,通过正向以及反向的加载方向,在不同的输入扭矩的变化,在相同的输入转速和加载时间情况下,查看的齿轮的齿面载荷接触分布。
到了画圣林白轩这里,难倒是不难,就是花时间,三人由林师父领着,一张一张去看他由世间搜罗来的历代名画,由名画中挑出他的师父吴道子的大作,之后又由之前,他课上常常演习的“画山”、“画水”、“画风”中,演绎掌法,这道题跟雨鸾的自创剑法好像,一定是他们夫妻在枕边商量好的吧!袁安拟风,创的一招掌法名叫“春风狂似虎”,李离依照“画水”走了一路“波澜掌”,上官星雨只好去想“画山”,苦思半天,也只比画出一招“看山不是山”,白轩说:“星雨你这一掌,恐怕也只能拍死一只蚊子。”星雨心里想,鸡舌香师父,你这碧水滔天、水月无间,远水近山均老矣,不改眉眼盈盈的,我就是在学您老人家的那股子黏糊劲啊!
变速器高速试验台
试验工况
在接触斑点试验前,先将变速器里的主要齿轮上的齿面都用蓝色记号笔涂抹,待啮合接触传动后能直观的看到齿面的接触情况。
试验结论:(1)正扭矩工况下,各齿轮啮合接触区域均匀,无偏载;(2)20%负扭矩工况下,各齿轮接触区域存在较明显的偏载;(3)30%负扭矩工况下,输入轴主动齿和中间轴从动齿齿轮啮合接触区域均匀,无偏载,但主减速主动齿和从动齿齿轮接触区域存在较明显的偏载。
4.3.2 定位不清晰。高校创业工作的开展总是与创新实践工作相伴随,在一定程度上,创新创业实践活动才是高校活动主办的主流,在此背景下,学生队伍对于此类活动的定义就会存在偏颇,将创新和创业结为一体,所以在一定程度上,高校在活动举办方面对创新和创业这两个概念不够明确的划分,导致学生定位还是不够清晰,没有真正的找到一个合适的定位和发展方向。
5 变速箱在整车上NVH 的测试验证
5.1 根据变速箱传动路线图确定一级和两级齿轮的阶次。
输入轴的阶次计算:
一级齿轮一阶=23
一级齿轮二阶=23*2=46
二级齿轮一阶=23*67/27=9.27
二级齿轮二阶=9.27*2=18.54
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5.2 确定测试的工况和项目
测试工况:POT&WOT 加速滑行,恒速和80kph 轻踩和中踩制动;
测试项目:驾驶员右耳声音、变速器近场声音、减速箱后轴承座和电机后轴承振动。
6 接触斑点试验和整车试验的对比
主动齿和一级从动齿在25 Nm 下对比试验结果:一级主动齿工作面较为吻合,非工作面有所偏差,试验结果偏右侧,仿真结果比较正;一级从动齿工作面较为吻合,非工作面有所偏差,试验结果偏右侧,仿真结果比较正。
7 变速箱NVH 的改进
通过以上NVH 测试查找出变速器中齿轮的因素后。接下来就要进行齿轮的精度改进,即对于齿轮的精加工进行微观参数的调整,通过齿轮的特殊修型以满足NVH 测试的要求。
齿轮的微观参数:根据齿轮啮合实际的情况,通常按以下参数 进行针对性修正。
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从参数的改动上看,主要根据之前试验中一级齿轮23 阶在电机转速3500rpm 至6000rpm 存在啸叫,对于齿面的修改了,改动了齿形角度误差,齿形形状误差和齿顶修缘误差。
基于MATLAB软件的虚拟仿真技术 首先应用MATLAB应用软件进行虚拟仿真(图1、图2、图3),这种方式易扩展、方案灵活,唯一不足的是需要M文件编程。
调整的修形参数中可见,对正拖大扭矩段的传递误差有所减小,反拖扭矩TE 变化不大,但由于反拖TE 值本身不大,从数值上是可以接受的。从仿真结果看,原修形方案-70%~70%扭矩段的TE 都比较小。可见改进后的变速器NVH 在各个工况下,声压级的大小都有所降低。这个结果可以说明对变速器的改进很有成效。
未来,我国人口老龄化的问题会越发突出,老年人对养老设施的需求也会越来越迫切,为政府财政带来了巨大的建设压力,同时,政府在公用事业建设中的高投入、低效率和资源的高消耗也阻碍着其快速发展。PPP作为一种项目融资的模式,并不是使总成本最低,而是提高投资的效率,使项目参与各方的收益最大,从而达到各方的共赢。
①对机电井的打井时间、打井深度等数据,勃利县采取内业加外业走访调查的方法获取。在清查阶段通过后根据清查名录调出规模以上机电井全部档案资料,对每眼井的成井时间及井深数据进行填写;填写完成后再走访当地知情人加以对照,检验数据是否准确。
结束语
本文通过理论分析与试验研究相结合的方法,对企业变速器的NVH 问题进行了分析研究,找到该变速器NVH 问题的影响因素,并作出相应的改善,通过比较改进前后变速器噪声声压级的大小,证实了改进的效果。
参考文献
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[2]丁康.齿轮及齿轮箱故障诊断实用技术[M].北京:机械工业出版社,,6.
[3]盛美萍等.噪声与振动控制技术基础[M].北京:科学出版社,2001.
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