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变速箱是汽车传动系统的重要组成部分,变速箱的振动噪声水平是影响整车NVH性能的重要因素之一。本文依托某SUV轿车变速箱NVH性能提升项目对变速箱的振动噪声问题进行研究分析。该款车型二挡行驶时车内存在强烈的啸叫噪声,严重影响了消费者的驾乘体验。本文通过理论分析、试验仿真相结合的方法,查找问题发生的根源,最后提出了修改方案并进行验证分析。首先在半消声室内进行整车转毂试验,主观评价表明二挡WOT、POT工况加速后的滑行阶段均存在明显的啸叫噪声,利用阶次跟踪对主驾驶员内耳处的噪声信号进行分析,分析发现挡位齿轮的阶次信号异常明显。变速箱的台架试验表明在2762rpm、3000rpm、3610rpm转速段内挡位齿轮阶次曲线的数值与变速箱的整体噪声(OA曲线)几乎相当,极易产生啸叫问题。由此确定了变速箱二挡挡位齿轮是发生啸叫问题的根源。壳体的受迫振动是变速箱辐射噪声的主要来源,为了了解变速箱壳体的动态特性对壳体进行模态分析。在Hypermesh中建立变速箱壳体的有限元模型,利用Nastran进行壳体的模态求解。采用锤击法进行壳体的模态试验,试验模态与仿真模态最大误差不超过7%,验证了有限元模型的准确性。随后在Romax Designer中建立变速箱的动力学模型,仿真变速箱二挡典型工况下的传递误差与啮合斑点情况,提取变速箱输入扭矩-40Nm,转速3000rpm下各轴承座处的动态力,以此作为变速箱壳体的激励力,接着在LMS Virtual lab中建立变速箱的声学有限元模型,仿真表明轴承的动态力与变速箱壳体的模态阶次有所重叠,导致壳体的第一阶、第八阶、第十六阶模态参与因子较大,由此确定了壳体的待优化阶次。最后利用Romax Designer对齿轮进行微观几何参数研究,确定了齿轮的齿廓、齿向修形量,修形结果表明齿轮的传递误差、啮合情况均有了明显的改善,其中齿轮的传递误差较之前减小了85%,啮合齿面的最大载荷量减少了37.5%。结合辐射噪声的仿真分析对变速箱壳体进行结构优化,加强其薄弱位置处的刚度,减少壳体易对外辐射噪声的光滑大表面。对比变速箱优化前后的辐射噪声水平,结果显示,在齿轮修形和壳体优化的综合治理下变速箱整体噪声约降低7dB,表明变速箱整体噪声得到了有效控制,基本解决了啸叫问题,极大地降低了变速箱的噪声水平。