准双曲面齿轮副传动误差对主减速器NVH的影响研究

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准双曲面齿轮是汽车后桥主减速器的重要传动部件,起到减速增矩和改变运动方向的作用,其啮合性能与主减速器的NVH(Noise、Vibration、Harshness)性能密切相关。传动误差是评价准双曲面齿轮副啮合性能的重要指标,研齿是准双曲面齿轮加工制造的最后一道修形工序,研齿工艺可以有效控制和降低齿轮副的传动误差;研齿后齿轮副正车面和倒车面的传动误差值关系到主减速器加速和滑行工况下的NVH表现。本文以提升后桥主减速器的NVH性能为目标,以优化、控制准双曲面齿轮副的传动误差值为切入点。主要研究内容及成果如下:(1)建立了准双曲面齿轮副啮合系统振动模型,分析了齿轮副的传动误差曲线及噪声产生机理。利用格里森350GMM齿形测量设备检测齿轮副研齿前后齿形误差的变化,分析齿轮加工误差对传动误差的影响。(2)采用A计权声级下的主减速器阶次峰值噪声d B(A)作为其NVH性能的评价指标,借助5挡加速和5挡滑行下的主减速器装车路试试验探究齿轮副不同传动误差下主减速器的NVH水平,实验表明在存在安装误差等因素下,研后传动误差的取值不是越小越好,且齿轮副传动误差与主减速器NVH性能存在范围值的对应关系。(3)为突破装车路试的局限性,利用后桥NVH试验台架,结合阶次分析原理,模拟5挡加速和5挡滑行工况,对传动误差值参差不齐的齿轮副对应的主减速器进行NVH测试。(4)对NVH台架测试获取的齿轮副传动误差与主减速器峰值噪声的对应数据进行拟合分析。分析发现当齿轮副正车面传动误差值在8~12μrad、倒车面传动误差值在4~8μrad时,对应的主减速器五挡加速峰值噪声低于60d B(A)、五挡滑行峰值噪声低于65 d B(A)。(5)通过设计三水平三因素正交实验对研齿工艺中的齿侧间隙、主轴转速和研磨循环次数进行优化,同时设计了机床主轴转速的对比试验,确定了最佳的研磨参数。使得研后齿轮副的传动误差正车面在8~12μrad、倒车面在4~8μrad的范围值内,且装车路试主减速器NVH表现良好。本文采用装车路试与台架测试相结合的方法探究了齿轮副传动误差与主减速器NVH性能的对应关系,并得出了研后传动误差的合适的取值范围;并通过对研磨参数进行优化保证研后齿轮副的传动误差正车面在8~12μrad、倒车面在4~8μrad,装车测试主减速器NVH性能良好。该研究对优化传动误差、提升主减速器NVH提供了参考。
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