汽车变速器的振动噪声优化研究

摘要

随着科技的进步，人民生活水平的提高，汽车逐渐走进了人们的日常生活当中。在当前汽车工业发展和变革的形势下，一方面，汽车变速箱是汽车传动系统的主要构成部分，成为影响车内声品质的主要噪声源之一，顾客对整车声品质(Sound Quality)要求不断提高，车内噪声显著降低成为迫切需求;另一方面，随着环境保护形势的日益严峻，各国政府对汽车噪声声压级水平提出了更加严格的限制，降低变速器的振动噪声也成为环境保护的必然要求。因此，优化变速器的振动噪声对促进汽车工业发展与保护环境具有十分重要的意义。
　　本文以某款五档手动变速器为研究对象，通过仿真和测试相结合的技术方法实现对变速器的振动噪声进行优化控制，并形成了变速器振动噪声优化控制的一般流程，主要研究内容如下:
　　1.分析了齿轮振动噪声产生的机理，研究了齿轮微观修形设计的原理和方法，介绍了齿面微观参数的定义及测量方法;
　　2.在Romax软件中建立了变速器壳体的实体模型与变速器齿轮、轴、轴承、同步器的模型。在Hypermesh中划分变速器壳体有限元网格，经有限元分析计算后导入到Romax模型，计算得到齿轮副的啮合错位量和传递误差以及齿轮副的接触斑点，并分析了变速器壳体的模态;
　　3.对比分析了已有样件壳体实测模态与仿真结果，并分别在半消声室和整车上测试样件的振动噪声，通过分析评价确定了变速器噪声产生原因，并制定了优化方案;
　　4.根据制定的优化方案，进行样件试制，测试结果验证了优化方案的有效性，可以实现速器振动噪声的优化控制。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景与意义

1．2 变速器振动噪声国内外研究现状

1．2．1 变速器振动噪声研究进展

1．2．2 齿轮振动特性及修形优化研究现状

1．2．3 变速器壳体振动噪声研究现状

1．2．4 汽车振动噪声测试分析技术研究现状

1．3 本文主要研究内容

第二章 变速器振动噪声产生机理及分析方法研究

2．1 变速器齿轮传动系统振动噪声产生机理分析

2．1．1 齿轮传动系统振动的外部激励

2．1．2 齿轮传动系统振动的内部激励

2．1．3 齿轮啮合噪声产生的根本原因——传递误差

2．2 声学基础及振动噪声信号分析处理方法

2．2．1 声学基础

2．2．2 数字信号处理方法及其依据

2．2．3 阶次跟踪分析方法

2．3 本章小结

第三章 变速器齿轮系统及变速器壳体模态仿真分析

3．1 变速器齿轮系统模型建立

3．2 变速器齿轮系统传递误差及接触斑点分析

3．2．1 修形前齿轮传递误差分析

3．2．2 修形前齿轮的接触斑点仿真分析

3．2．3 各档齿轮的微观参数修形方案

3．2．4 各档齿轮的微观参数修形后传递误差分析

3．2．5 各档齿轮的微观参数修形后接触斑点分析

3．2．6 齿轮微观修形的效果分析

3．3 变速器壳体模态分析

3．3．1 变速器壳体有限元模型的建立

3．3．2 变速器壳体模态分析

3．4 本章小结

第四章 变速器振动噪声的测试分析

4．1 变速器单体的振动噪声测试设备简介

4．1．1 振动噪声采集分析软件

4．1．2 半消声室

4．2 变速器单体结构特点及主要参数

4．2．1 变速器的结构特点

4．2．2 变速器齿轮的主要参数及阶次计算

4．3 变速器单体振动噪声测试

4．3．1 振动传感器和麦克风布置

4．3．2 变速器单体振动噪声试验工况

4．3．3 变速器单体噪声试验结果

4．4 整车的变速器振动噪声测试分析

4．4．1 整车变速器噪声测试设备

4．4．2 整车变速器的振动噪声测试测点布置

4．4．3 整车变速器振动噪声测试工况

4．4．4 各加减速工况车内驾驶员右耳噪声测试结果

4．5 变速器噪声原因分析

4．5．1 变速器壳体模态测试分析

4．5．2 变速器齿轮系统的接触斑点试验

4．6 变速器振动噪声的传递路径分析

4．6．1 传递路径分析的基本理论

4．6．2 空气声与结构声的贡献量分析

4．6．3 变速器悬置传递路径分析

4．7 本章小结

第五章 变速器振动噪声性能优化及验证

5．1 变速器噪声优化控制流程总结

5．2 变速器离合器壳体优化

5．2．1 离合器壳体连接刚度优化

5．2．2 离合器壳体刚度优化

5．2．3 优化后的变速器壳体模态仿真分析

5．3 变速器齿轮系统修形优化

5．4 变速器后悬置支架优化

5．5 噪声优化方案验证

5．6 传递误差验证

5．7 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 本文主要工作总结

6．2 未来展望

参考文献