论文摘要
目前,汽车噪声是我国迫切需要解决的环境污染问题,降低汽车噪声不仅有利于环境保护,更有利于人们的身体健康和生活质量的提高。变速器做为汽车的一个关键部件,控制变速器噪声成为越来越多汽车生产企业的重要研究方向。本文针对中国重汽大同齿轮有限公司十档重型汽车变速器噪声不符合标准的问题,对其变速器噪声进行了重点研究,产生机理进行了比较深入的研究,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和噪声分析,在此基础上提出控制其噪声的有效措施,并通过对其箱体和齿轮参数的改进设计,最终达到降噪的目的。本文首先分析了变速器传动齿轮和变速器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以及变速器箱体噪声的主要原因,齿轮的许多设计参数都会对变速器噪声产生影响。它为变速器的减振降噪提供了理论依据。为了得到变速器噪声的第一手资料,首先在生产现场对变速器噪声进行了测量和数据采集[1]。其次,应用有限元分析软件对变速器箱体和齿轮进行了模态分析。分析了各阶振型特点,从理论上找到变速器箱体产生振动的敏感部位[2]。找到了对变速器噪声产生影响的齿轮参数,最后,结合有限元和试验分析结果[3],对变速器相关零件进行了优化设计。通过试验验证,起到了很好的降噪作用。在全文中,主要做了如下工作:对国内外变速器噪声研究做了分析和了解,确定了论文的研究目标。明确了论文的主要研究内容;分析了影响变速器噪声的主要零部件及相关零件的参数,它是是齿轮系统和箱体,同时介绍了十档变速器的组成结构及传动原理;指出了产生齿轮系统噪声的主要因素是:齿轮副、重合度、齿轮精度、齿轮副侧隙、轴的刚度、齿轮的结构、齿形、齿向等,以及变速器箱体的材料、结构,以及和变速器箱体相配合的其它零部件都会对变速器的噪声产生影响。在生产车间对变速器总成振动和噪声数据进行收集,并得出的振动频率曲线和多种状态下变速器的信号;通过在生产现场试验的方法,掌握了HW15710齿轮箱的振动与噪声特性,以数据和曲线相结合的方式采集到变速器在几个不同工作状态的信息。为研究齿轮啮合频率和有限元模态频率与振动信号PSD的关系,为研究以减振降噪为目的的齿轮箱结构动力学优化设计,准备了基础数据及分析方法。利用有限元对变速器箱体和齿轮进行了模态分析,得出箱体和齿轮的振型[4],利用HyperMesh软件对有限元模型进行了前处理,利用OptiStruct软件进行了求解分析[5];介绍了HW15710重型汽车变速器箱体系统的三维实体建模,并通过对箱体的有限元模态分析,研究了变速器箱体动力学特性,分析了箱体的自由模态和约束模态,以及在两种状态下加速度PSD分析,分别得到了前十阶和八阶振型[6]。为振动和噪声测试分析奠定了理论基础。为设计降低结构振动、噪声等不利因素提供了有效的途径。对变速器相关零部件及参数进行了改进设计,如齿轮系统、箱体等。基于有限元分析与试验分析得到的结果,对变速箱进行减振降噪改进。通过试验验证,效果良好。对全文进行了总结,为了降低世界噪声污染,对未来变速器降噪工作提出了期望。