电动汽车是未来汽车行业的发展方向,其驱动电机轻量化和功率体积密度提升是主要趋势。根据美国发布的2025年美国电动汽车驱动电机电控“路线图”的相关内容,到2025年,驱动电机的功率体积密度将达到50kw/L。这意味着驱动电机转速将进一步提高,从现在的6000~12000r/min提升到15000~20000r/min。同时,减/变速器齿轮NVH问题就成为关键技术问题。目前,我国电动汽车减/变速器振动噪声问题还没有有效解决,它成为制约电动汽车驱动系统功率密度和转速提升的关键瓶颈。电动汽车减/变速器一般采用1档的固定速比或者2~3档的齿轮传动系统。由于减/变速器输入转速提高,当齿轮传动系统中存在传动误差,在传动误差的激励下将产生振动和噪声。因此,传动误差是减/变速器齿轮振动噪声的主要激励源,也是解决振动噪声问题的关键所在。本文主要针对电动汽车减/变速器齿轮传动误差及其振动激励作用开展研究。齿轮传动误差的主要来源是齿轮的轮齿变形和制造误差。本文在分析时,以直齿圆柱齿轮的轮齿变形为出发点,研究减/变速器斜齿轮的传动误差计算方法及其引起的激励响应,主要研究内容如下:(1)在分析直齿圆柱齿轮轮齿变形的基础上,采用切片法,将斜齿轮等效为一系列直齿轮,利用载荷积分和变形协调原理(deformation compatibility principle),快速得到斜齿轮在啮合过程中的变形曲线和接触印痕区,这为减/变速器斜齿轮的啮合性能和传动误差计算提供了简便易行和高效的计算方法。通过Romax软件的计算验证了该方法的正确性;同时,采用有限元软件的齿轮承载接触分析(LTCA)与变形计算功能,将计算结果进行对比,证明了其可靠性。(2)分析了齿轮宏观参数(螺旋角、齿宽、压力角、齿顶高系数、顶隙系数)对传动误差的影响,确定螺旋角和轴向重合度的影响较大。证明当轴向重合度ε_β为整数时,齿轮的传动误差变化趋势平缓,峰峰值最小。(3)研究了包含齿廓修形、齿向修形的各修形参数对传动误差的影响规律,提出了修形参数选择计算和减小传动误差的方法,并用Romax软件进行验证分析,证明该计算方法的可靠性。(4)研究了传动误差对齿轮传动系统的振动激励响应。在研究传动误差的计算优化和频谱特性基础上,利用齿轮传动系统传动误差频谱特性及其激励下强迫振动的频率特性,将齿轮多自由度振动模型简化为双质量振动模型,建立了齿轮传动系统的质量、刚度、传动误差频谱与齿轮振动频谱的直接函数关系,得到了齿轮振幅、轮齿振动作用力、对轴承与箱体的振动作用力等关键的振动响应规律和评价参数,并分析了质量、刚度和传动误差频谱对振动的影响,这对电动汽车减/变速器的NVH(噪声、振动、声振粗糙度)问题的分析与解决提供了明确、可靠的方法(5)通过搭建传动误差试验台,对齿轮传动误差进行高精度测试。测试不同工况下的齿轮传动误差,并对试验结果进行分析处理,与理论计算结果进行对比,验证了理论计算方法的准确性与可靠性。