卡车和全轮驱动汽车传动系统装置降噪减振技术方法

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1、卡车和全轮驱动汽车传动系统装置降噪减振的技术方法摘要：本文旨在探索卡车和全轮驱动汽车的降噪减振方法。通常人们通过修改齿轮微观几何形状来修正卡车传动失准，减少传动误差，并考虑小齿轮齿面修形的多种可能。如果完成适当的设计，小齿轮齿面的拓扑修形能够双倍地减少传动误差。传动误差的减少将相应地减少卡车传动系统/装置产生的噪音/振动。本文将针对低/无噪声汽车传动装置提出一项拓扑修形后小齿轮齿面抛光的先进技术。关键词：卡车；全轮驱动汽车；传动系统；传动装置；齿轮噪声；振动引用本文时应参照如下格式：Radzevich,S.P.(2006)‘Technologi

2、calmethodsfornoise/vibrationreductionindriveline/transmissionoftrucksandall-wheel-drivevehicles’,Int.J.VehicleNoiseandVibration,Vol.2,No.4,pp.283–291.作者简介：StephenP.Radzevich系机械工程与制造工程学教授，已获得机械工程学的硕士（1976年）、博士（1982年）和（工程学）理学博士学位（1991年）。他具有丰富的齿轮设计制造的产业经验，在过去30多年里一直致力于开发优化齿轮设计的软

3、件、硬件和其他工艺程序。除了投产的工作外，他还对工程专业的大学生和企业设备工程师进行培训。他共单独和与他人合作撰写了28本专题著作、250多篇科学论文，拥有150多项相关领域的专利。1序言由卡车和全轮驱动汽车的传动系统和传动装置激发的噪声和振动是一个恼人的问题。其他系统噪声激发器（如引擎）的声音不断降低的情况下，上述问题显得更加突出。许多因素会造成噪声和振动，理论上这些因素都可以消除。传动误差、齿轮作用、啮合刚度变化、轴向力穿梭、摩擦、气体和润滑油阻塞都是产生噪音和振动的原因，而传动误差是齿轮噪声形成的最重要因素。人们通常通过修改齿轮微观几何形状

4、来修正卡车传动失准，减少传动误差。遗憾的是，应用消除齿轮噪声的方法在设备和人力上的代价都很高。为此，需要开发一项高效的技术方法来抛光经过预设计表面修形的精密齿轮。鉴于汽车行业对齿轮大规模生产的需要，径向剃齿法和的特殊设计剃齿刀的应用将大有前途。2文献综述：研究课题的形成减少齿轮噪声/振动激发是一个复杂的工程问题，包括许多十分重要的方面。其中一些直接涉及到轮齿表面修形的优化，现将其简要综述如下。2.1轮齿表面修形的种类设备工程师和研究人员开发了许多轮齿表面修形的方法。从许多资料中（例如从Radzevich（2004b，2005a）等人的研究中）可以

5、了解到齿向鼓形、齿廓修形、齿廓修形鼓形一体化、平滑正则曲面型的三维轮齿表面修形和啮合方向修形（交叉修形）等修形方法，在抛物线齿面修形2以及拓扑齿面修形方面也已有许多研究（Winter和Stolzie，1989）。轮齿表面修形使齿轮保持与轮齿中部的接触，并允许隔绝使载荷能力降低的边缘接触，允许放宽齿轮组装的偏差幅度以保持中部接触（Houser和Harianto，2005）。2.2轮齿表面修形对卡车传动系统/装置的噪声/振动激发的影响噪声激发的要求因应用场合不同而不同。Hoppe和Pinnekamp的文章（2004）集中考虑了风力涡轮齿轮传动及其航海

6、应用实例中的噪声表现，在此基础上描述了噪声的要求和解决方案。本文还较齿轮微观几何和计算结果展示了车间试验和现场试验的要求和测量实例。优化载荷和压力的轮齿修形在生产中很普遍，优化噪声和振动的轮齿修形则需要更高的生产精度和比鼓形修整和修缘更复杂的修形（Geiser,2004）。接触斑点方向变化性的增强使拓扑修形在低噪声低振动的表现上显示出了优势。Beghinietal.（2004a）提出了一个在额定转矩下依据齿廓修形参数减少给定正齿轮组传动误差的简单方法，该方法需要对高级软件的迭代仿真。载荷下的齿轮旋转在齿啮合频率及其谐波之间产生动态载荷（Talbe

7、rt,2004），动态载荷在齿轮中激发流动的波振动。其他系统噪声激发器（如马达、引擎和机翼）发出的声音持续下降，使齿轮发出嘎吱声的问题显得更严重了（Houseretal.,2004）。要控制齿轮的嘎吱声，必须选择适合的齿轮设计以及优化设计所需的齿廓修形方案。典型的齿轮设计程序建立在迭代过程之上，该过程用相当基础的公式来预测压力（Houser,2002）。修缘和齿向鼓形等修形都以经验为基础，通常在考虑设计之后选择修形方案。平行轴齿轮（如正齿轮和斜齿轮）拓扑的修正使齿轮组载荷分布更均匀、噪声更小、运转更平稳（Jules,1993）。利用运转模式下的齿

8、轮有限元分析引发了大小齿轮表面的径向和切向变形，在运转中加载齿轮时就会发生这种变形。经支撑轴和轴承传送到齿轮箱的齿轮啮合动力产生了噪声（