齿轮几何精度对汽车变速箱噪声性能影响研究

来源 :华侨大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wyj8332606
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
汽车的噪声性能是汽车的核心竞争力之一,变速箱是影响汽车噪声性能的一个重要原因。大量研究表明:汽车变速箱的噪声主要来源于变速箱齿轮副的振动,齿轮副振动与齿轮几何误差关系密切。本论文旨在研究齿轮几何误差与变速箱噪声定量关系,为变速箱齿轮几何精度优化设计提供理论和实践指导。围绕上述目的,论文做了以下主要工作:(1)建立考虑几何误差的齿面模型。基于生产实际以及齿轮测量中心,提出了一种假设:齿轮的齿廓误差在齿面不同位置测量不会发生变化,齿轮的螺旋线误差在不同位置测量不会发生变化。基于这一假设,构建了一种考虑GBT10095.1-2008中规定的几何误差的齿面模型。(2)对考虑几何误差的齿面模型进行啮合分析。本文进行了考虑齿面几何误差的TCA(Tooth Contact Analysis)齿面接触分析以及LTCA(Lord Tooth Contact Analysis)齿面承载接触分析,得到了考虑几何误差的传动误差,承载传动误差,时变啮合刚度。基于TCA设计正交仿真试验,得到定性结论:小齿轮的齿廓角偏差,小齿轮的齿廓形状偏差,小齿轮的螺旋线角偏差、大齿轮的齿廓角偏差对齿轮传动误差影响最大。基于LTCA讨论了齿轮几何误差对齿轮承载传动误差以及齿轮时变啮合刚度的影响,对比理想齿轮与正交试验编号9号的齿廓几何误差,齿轮的时变啮合刚度幅值增加了8μm/N,承载传动误差幅值增加了0.9μm。(3)对考虑几何误差的齿轮模型进行振动仿真。基于齿轮动力学,本文构建了一种弯-扭-振六自由度齿轮副振动模型,以及一种8自由度二级传动模型;对齿轮轴进行了受力分析,求解齿轮轴时变支撑力;通过能量法计算了齿轮的空载敲击。基于通过承载接触分析得到的齿轮副啮合时变刚度以及齿轮副承载传动误差,计算了考虑小齿轮的齿廓角偏差,小齿轮的齿廓形状偏差,小齿轮的螺旋线角偏差以及大齿轮的齿廓角偏差这四项误在3级精度以及9级精度下的齿轮振动情况,对比结果发现,各支撑点的主频率响应分别增加了113.51N,89.13N,43.36N以及13.32N,齿轮副的振动随着几何精度下降而越发剧烈。(4)进行考虑几何误差情况下的变速箱仿真分析。对比声学仿真结果以及现有试验结果,验证动力学模型的合理性,通过本方法计算的齿轮噪声总体上会略大于实际噪声,但变化趋势基本一致,本文所使用的方法基本正确。将上文计算的轴支撑响应作为激励,对变速箱进行噪声仿真,得到了考虑几何误差的变速箱噪声,完成了通过齿轮几何误差预测变速箱噪声的工作。(5)本文基于噪声仿真对现有的一款新能源汽车减速器以及一款现有的传统内燃机变速箱进行优化设计。在略微降低减速器噪声性能的情况下,降低了减速器齿轮的加工成本;通过提升齿距精度的方法,降低了传统内燃机变速箱的空载敲击,提升了变速箱的噪声性能。最后,通过模态分析得到箱体的固有频率,并且检索到了会发生固有频率振动的几何误差形态,基于此,分析出了会导致该频率振动的齿廓误差形态,在生产过程中,需要对这一类形态的齿廓误差格外注意。至此,本文通过考虑几何误差的齿面建模,接触分析,振动仿真,声学仿真,提出了一种通过几何误差预测变速箱噪声的方法。讨论了齿轮几何误差对各环节的影响。通过对比现有实验数据,验证了该方法的可靠性。最后基于文中提出的方法,对变速箱噪声进行了优化。
其他文献
近几年来,中国科技创新能力在逐年提升,制造业的生产方式也在不断的改进,向现代化水平靠拢。随着5G技术的到来,在智能技术的进步下,手机更新换代的速度也越来越快,对于手机背板材料的要求也越来越高,氧化锆陶瓷具有良好的非电磁屏蔽性能,使其受到了很多关注。然而,由于氧化锆陶瓷的高硬脆性,使得加工该材料的金刚石工具容易发生磨损,金刚石工具的磨损状态又会直接影响氧化锆陶瓷表面成形精度和加工效率,所以对金刚石工
学位
刀具涂层技术在现代切削加工行业起着非常重要的作用,涂层刀具能够大幅提升加工效率、改善加工质量。在切削加工中,刀具涂层总会受到一定频率的冲击从而承受循环应力,因此刀具涂层的抗冲击疲劳特性是涂层性能的重要部分。现有刀具涂层评价方法主要获得静态、准静态条件下的性能,如何发展一种合适的方法来评价刀具涂层的冲击疲劳特性以及如何将刀具涂层的疲劳特性与其切削性能联系起来是一个需要深入研究的问题。本文基于对刀具涂
学位
蓝宝石材料因化学性质稳定、机械强度高且光电透过性强,已成为制备LED衬底及光学元件、窗口的主要材料。蓝宝石衬底的质量直接影响着外延层的生长品质,蓝宝石窗口器件的表面平整度对光电的透过性有重要影响,因此对蓝宝石表面平整化要求较高。蓝宝石硬度高、脆性大,是典型的难加工材料,使得其从原料到产品的加工过程极其复杂、加工周期长。研磨加工作为蓝宝石平整化加工的关键技术,其工具多以固结磨料磨具为主,因磨具上仅固
学位
在现代制造领域,结构的快速设计与分析一直是研究热点。结合增材制造技术,通过参数化设计可以实现与结构功能上的匹配,但是如何通过参数化设计去调控结构的力学性能,是一个极具考验的研究课题。三周期极小曲面(Triply Periodic Minimal Surfaces)是一种光滑全连通的周期性多孔结构,具有优异的几何特性和力学性质,在医疗服务、建筑设计、材料化学等领域广泛应用。本文主要基于三周期极小曲面
学位
蓝宝石具有优异的机械性能、光学性能以及耐腐蚀强、化学稳定性好等特点,被广泛应用于航空航天、半导体照明、生物医疗等领域。其中在半导体照明领域,蓝宝石是制造LED芯片的主要衬底材料。在LED芯片的生产过程中,需要对蓝宝石衬底进行划片。而蓝宝石是一种典型的硬脆性材料,使用金刚石超薄砂轮划片时边缘崩边质量差且易发生断刀,极大地影响了芯片成品率。因此,对蓝宝石划片质量与刀具磨损形式进行深入研究有助于工具技术
学位
随着环保、节能、高效的理念不断深入,筛分设备的设计和应用也不断朝着节能环保型、智能化、模块化方向发展。直线振动筛作为一种典型的筛分机械,在煤矿、建筑等行业广泛应用。由于其长期在复杂工作环境中做高强度往复运动,时常发生故障,导致经济损失、环境破坏,甚至发生人员伤亡。因此,研究和设计可靠的振动筛智能故障诊断方法,对维持生产的安全、稳定、高效运行具有重要的实际工程意义。本文以ZS2264型号直线振动筛为
学位
立体石雕历史传承悠久,应用广泛,深受人们的喜爱。目前立体石雕的加工方式逐渐由人工转向机器人自动化雕刻加工,而在机器人自动化雕刻的粗加工过程中,由于加工方式的限制,从毛胚到成品的过程中需要把石材逐渐去除,加工废料均为粉末状石材,无法直接二次利用,使得石材的利用率低且加工效率低。金刚石绳锯机采用锯切的方式加工石材,石材的利用率高且加工效率高,但绳锯机的加工自由度较低,无法对外形结构较为复杂的立体石雕模
学位
振动筛是筛分作业中极为重要的筛分机械,广泛应用于煤矿开采、金属冶金、石油化工等行业。筛分作业的目的是按粒度大小将散体物料分为两种或多种粒级,以便物料的后续加工。筛分能够有效提高物料的利用率和产品的优良率。物料筛分过程中,散体物料颗粒位置分布及颗粒在筛网上的运动具有随机性,因此在确定的筛机参数下得到的筛分效率具有一定随机性。本文从随机性的角度进行研究,确定了合理的仿真实验次数与实物实验次数,提高了数
学位
建筑垃圾废砖和废混凝土的有效分离,是实现建筑垃圾回收资源化和提高再生骨料质量的关键环节。针对废砖混物料存在混杂情况,使用传统分选技术难以实现有效分离,本文拟设计一种基于色选气喷分离技术的高速分选系统。在此基础上,对色选系统的各个模块系统进行研究分析与设计。主要研究内容如下:1、振动松散系统研究。根据本文实际工况以及废砖混物料特性,提出一种描述物料松散均匀效果的指标。基于离散元软件对振动松散仿真模型
学位
用电质量和用电安全是现代社会的重要需求。楼宇、住宅、输电线路等中高压环境下,由于接触不良、线路老化、绝缘层损坏等现象极容易导致空气击穿,进而引发电能信号波动和燃烧现象,降低了电能传输质量并增加了用电危险性。因此,使用可靠的电弧故障检测方法对于输电线路的安全使用具有极为重要的意义。本文以我国市电使用环境下的电弧故障为研究对象,依据深度学习理论,从周期性电信号的数据处理、神经网络的重构及参数压缩、适应
学位