在傳統(tǒng)的變速器設(shè)計中，我們更注意變速器的功能的實(shí)現(xiàn)和可靠性，故對變速器的使用壽命和承載能力非常關(guān)心。但隨著現(xiàn)在社會環(huán)境意識的提高，和人們對車輛舒適性要求的進(jìn)一步提高，汽車的噪音問題越來越凸顯出其重要性。汽車噪音源一般分為：發(fā)動機(jī)噪音、底盤噪音、排氣噪音。而底盤噪音中傳動系統(tǒng)噪音占了較大比重，其中變速器作為傳動系統(tǒng)中的重要部分，其噪音的控制就顯得尤為關(guān)鍵。

　　一、變速器噪音源的分析：

　　變速器總成的噪音源主要有：齒輪、齒輪軸、箱體、軸承、側(cè)蓋、離合器殼體等等;

　　1、 齒輪噪音是變速器總成中最主要的噪音源：在齒輪噪音中根據(jù)形成方式的不同，可簡單的分為幾類：a、由于齒嚙合、分離產(chǎn)生的嚙合沖擊聲;b、由于摩擦振動所產(chǎn)生的摩擦聲;c、由于齒輪誤差造成運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻或輪齒剛度變化而產(chǎn)生的沖擊聲;

　　2、 其他噪音源：我們理論及實(shí)踐證明，箱體、軸承、軸等零部件既是噪音源，同時還是固體傳聲媒介。他們直接影響變速器噪音的形成和傳播。由于變速器噪音是個復(fù)雜的體系性問題，并不是說我們設(shè)計制造了合適的齒輪就一定能夠有滿意的噪音效果。所以我們一定要把變速器總成作為一個整體來進(jìn)行考慮、分析。

　　二、變速器噪音的一些控制手段：

　　1、 從齒輪設(shè)計角度考慮：

　　a、 齒數(shù)及模數(shù)：在中心距確定，滿足齒輪強(qiáng)度的要求的情況下，我們應(yīng)該盡可能的采用多齒數(shù)、少模數(shù)的設(shè)計方法。較小的模數(shù)能夠得到更大的重疊系數(shù)，從而使齒輪受載更均勻，傳動更平穩(wěn);另外模數(shù)小，周節(jié)小，因?yàn)槲覀冊趯?shí)際制造中，不可能制造兩個完全相同周節(jié)的齒輪，所以較小的周節(jié)可以降低嚙合時的誤差，減小沖擊噪音。

　　b、 齒寬以及螺旋角：由重疊系數(shù)的計算可知，增加齒寬以及螺旋角均能提高齒輪副的重疊系數(shù)，所以螺旋角越大，齒寬越寬，則噪音越低，但是由于齒寬增加，會影響變速器整體的軸向長度同時造成加工中齒向誤差的增大，所以不能盲目增加齒寬。而且試驗(yàn)證明，螺旋角接近或超過30度時，會大大降低齒輪的疲勞強(qiáng)度。

　　c、 壓力角和齒頂高系數(shù)：齒輪在嚙合中如果能夠有較好的“柔性”就可以在一定程度上彌補(bǔ)由于齒輪誤差所產(chǎn)生的載荷突變，壓力角越小，則齒輪“柔性”越高，這種自適應(yīng)性越高。齒頂高系數(shù)越大，則重疊系數(shù)越大，同時單齒會更長，也增加了齒的“柔性”。所以現(xiàn)在很多變速器齒輪都采用了細(xì)長齒的設(shè)計。

　　d、 齒輪誤差以及修形：由于齒輪加工中齒形，齒向等誤差的客觀存在，以及變速器在受載時，軸以及箱體的彈性變形也會造成嚙合的不均勻，產(chǎn)生噪音，所以我們現(xiàn)在大部分都對齒輪進(jìn)行修形，以保證齒輪副在受載時能夠得到較好的接觸區(qū)。

　　e、 齒輪側(cè)隙：圓柱齒輪副在工作齒面相互接觸時,兩基圓柱公切面與兩非工作齒面交線之間的最近距離稱為法向側(cè)隙jn 。齒輪傳動中非嚙合面間的側(cè)隙是保證齒輪自由轉(zhuǎn)動的條件。側(cè)隙過小,將導(dǎo)致齒輪兩齒太緊,噪聲急劇增大;相反,側(cè)隙過大,又將使輪齒互相撞擊,同樣對噪聲影響較大。

　　2、 雜件的設(shè)計

　　a、 齒輪箱體是一個典型的彈性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它在軸承動載荷作用下產(chǎn)生振動，輻射噪聲，應(yīng)該提高整體箱體的剛度，通過有限元確定其薄弱部位，并適當(dāng)添加加強(qiáng)筋，減小共振;還可適當(dāng)在箱體內(nèi)壁涂上吸聲涂料，已達(dá)到降噪效果。

　　b、 變速器受載時軸必然會發(fā)生彈性變形，這個時候軸變形量的多少就關(guān)系著軸上齒輪副的嚙合情況，而且軸本身也會因?yàn)閺椥宰冃味a(chǎn)生振動，所以我們應(yīng)該盡可能提高軸的剛性。設(shè)計軸時，其直徑和長徑比應(yīng)保證在滿負(fù)荷作用下，其總撓度和轉(zhuǎn)角分別不超過0.15-0.13mm和0.000123弧度，以使軸具有足夠的剛度，不致破壞齒輪的正常安裝和嚙合。

　　c、 選用低噪音的軸承;在高檔區(qū)和常嚙合區(qū)域應(yīng)該選用較好的軸承，來滿足高速運(yùn)轉(zhuǎn)的需要。

　　d、 潤滑油有阻尼作用且能防止齒面直接接觸, 故噪聲一般隨油量和粘度的增加而減小，設(shè)計時充分考慮潤滑效果和采用較好的潤滑油也能夠降低噪音。

　　3、工藝考慮

　　a、齒輪加工;在考慮成本的情況下，保證齒輪的加工精度，控制熱處理變化，通過熱前修形來滿足熱后齒輪精度要求;提高齒面粗糙度，齒面粗糙度越高，齒輪摩擦力越大，產(chǎn)生的嚙合噪音越大;避免轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的磕傷碰毛，毛刺會導(dǎo)致齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，大部分變速器噪音都由毛刺引起。

　　b、裝配工藝;在裝配中按照正確的裝配工序，軸承盡量采用壓裝工藝，避免軸承早期損壞。

　　綜上所敘，變速器噪音是個系統(tǒng)的、復(fù)雜的問題，要從多方面著手進(jìn)行控制，最終先設(shè)計出合適的聲音，然后減少非設(shè)計聲音，才能夠保證變速器達(dá)到一個滿意的噪音要求。

　　喬湘鶴(1980-)，男，湖南株洲人，大學(xué)本科畢業(yè)，工程師，一直從事變速器設(shè)計

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