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某国产变速器主要噪声源识别及降噪途径的研究

龙月泉  
【摘要】: 针对某国产MF510E01型变速器5挡啸叫的实际问题,对其振动噪声的产生机理进行深入研究,应用有限元分析与试验分析相结合的方法直接对其进行振动噪声分析,并在此基础上提出降低噪声的优化方案,并通过对5挡齿轮的改进,最终达到减振降噪的目的。 本文首先介绍了变速器辐射噪声的分析和评价提供理论基础;分别分析了变速器传动齿轮和箱体的噪声产生机理,得知产生变速器传动齿轮噪声的主要因素是轮齿啮合刚度的变化、传递误差以及啮合冲击的影响等;在变速器箱体噪声中自鸣噪声是汽车变速器的主要噪声传递路径。这为变速器的减振降噪提供了理论依据。 为了对变速器进行理论模态分析,从理论上找到变速器箱体上振动最大的部位,为后续的振动噪声试验提供理论指导,本文按照变速器相关零部件二维CAD图纸,基于实体建模技术,应用三维建模软件Inventor建立了变速器箱体及齿轮、轴的三维实体模型,在有限元分析软件HyperMesh中对模型进行简化,建立了有限元模型,对其进行有限元模态分析,验证模型的正确性。分析各阶振型特点,从理论上分析变速器箱体产生振动的敏感部位。 基于本课题组(重庆理工大学汽车零部件及其检测技术重庆市重点实验室)为重庆市青山变速器有限公司设计并生产的带半消声室的NVH试验平台,应用德国Head公司的数采前端OctoBox对MF510E01型变速器进行振动噪声试验,确定了变速器箱体辐射噪声最大的表面,归纳了变速器辐射噪声分别与转速和扭矩之间的关系;应用相干函数分析得到了空气声是该变速器辐射噪声的主要部分;针对5挡的数据,采用频率谱分析和阶次谱分析的方法找到其特征频率及特征阶次,在解析了变速器结构,进行了响度分析和互动滤波分析后,确定5挡齿轮副为主要噪声源。 分析了齿轮啮合的动态激励,确定了引起5挡啸叫的主要激励源是啮合冲击;通过控制齿轮间的侧隙、改变齿轮设计参数以及齿轮微观修形等三种方法对5挡齿轮副进行了结构优化,并通过接触斑点试验进一步验证了优化后的接触情况;对比优化前后的结果:优化后的变速器5挡的啸叫声明显减弱,且整体噪声值平均降低了3dB(A)。


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