驅動橋齒輪噪音關鍵原因及解決

張斌　付西平

【摘 要】本文從齒輪設計和加工、載荷沖擊、共振因素、齒輪本身光滑度及齒輪潤滑處理方式、主減速器箱體內清潔度等六個方面，對驅動橋齒輪噪音產生主要原因進行分析。最后，以設計角度、齒輪傳動噪音解決角度分析降低齒輪噪音的方法，望對相關領域研究具有一定指導作用。

【關鍵詞】驅動橋；齒輪；噪音

引言

從現階段相關研究成果來看。減輕驅動橋齒輪噪音仍然比較困難，因此要從驅動橋齒輪設計角度入手，分析產生驅動橋齒輪噪音的主要原因，并對其進行對癥處理，進而充分減少要齒輪噪音，為汽車行駛安全性及舒適性提供更多科學保障。

1驅動橋齒輪噪音產生的原因分析

1.1齒輪的設計與加工

齒輪設計初期減速比的選擇（整數與小數）、設計軟件的選擇、齒輪加工的刀具、精加工余量、熱處理、研磨等都會對齒輪的正確嚙合產生較大影響，從而形成較大噪音。

1.2載荷沖擊引起齒輪噪音

若將驅動橋齒輪傳動視為具有振動功能的彈簧系統，齒輪即是這個系統中的主要組成結構。在運行過程中，當荷載沖擊力對齒輪結構產生沖擊后，會導致齒輪振動頻率發生變化，并對其扭轉方向產生影響。多數情況下，受到載荷沖擊的齒輪結構會形成較大的振動力，這種振動力呈圓周方向。加之齒輪結構本身處理噪聲的能力較差，因此往往會出現比較大的噪音。

1.3共振導致的齒輪噪音

共振可產生噪音，是基本常識，鑒于驅動橋齒輪自身的工作方式，出現共振噪音不足為奇。通過齒輪自身工作所產生的共振，主要原因在于齒輪結構本身剛性、主減速器箱體加工精度及軸承的裝配精度較差。同時，齒輪之間所產生的摩擦力也會發生在同樣的振動頻率上，兩者相互作用，可產生較大的共振噪音。

1.4齒輪表面不夠光滑

若兩種物體之間均能保持相對平滑，則兩者在相互摩擦過程中的振動力就會比較小，且相應的振動頻率也會降低，噪音程度自然不大[2]。但是，若驅動橋齒輪表面比較粗糙，則會相應增加摩擦力，導致振動頻率過高，進而出現較大噪音。目前國內在微型客車上考慮成本因素，后驅動橋主、從動齒輪都未進行磨齒加工，故精切齒余量的選擇，研齒顯得非常重要。

1.5齒輪潤滑處理方式

對齒輪實施保養處理，主要目的在于充分降低噪聲，實踐經驗表明，使用性能良好的潤滑劑，能夠顯著減少振動力和摩擦阻力。同時，正確使用潤滑劑，也能夠有效降低齒輪噪聲。

錯誤使用潤滑劑及牌號，往往形成齒輪表面早期磨損，改變齒輪嚙合間隙，產生噪音，嚴重的直接影響齒輪壽命。通常情況下，在采用傳統方式利用潤滑劑時，主要是在齒輪的表面增加潤滑劑的使用量，進而使其在運轉過程中的摩擦力被降低。但是，使用這樣的方式所產生的效果不是十分明顯。對國外的車輪保養以及減輕噪音的潤滑劑使用情況進行分析，可以發現，其在采用潤滑劑時，往往更加重視其正確使用方式。采用正確方式將潤滑劑注入齒輪結構中，能夠最大程度減少噪音，保證結構運行安全。

1.6主減箱體內清潔度差。

根據測試，在齒輪嚙合面放置一根頭發，用模擬齒輪嚙合方式進行噪音推測，噪音值升高2～5 dB。

2預防和控制噪音的正確方法

2.1設計、加工方面控制方法

立足于整體設計，對齒輪噪音進行分析，認為可從以下兩個方面進行干預，一是齒輪設計，二是齒輪加工。在進行齒輪設計時，要充分考慮到上述噪音產生因素，并在設計工作中加以規避。

雙曲線弧齒齒輪設計減速比盡量選用小數，小數點位數越多，出現齒輪嚙合完全重復點的周期越長；選擇成熟設計軟件，目前國內比較成熟重慶大學郭曉東支援和北方交大王小椿支援編制的設計軟件，根據驅動橋的輸入要求，確保齒輪設計參數的正確。

在選擇齒輪結構時，要對其載荷能力進行綜合性的評估，確定其實際生產水平。在實際工作中，要嚴格按照齒輪結構能夠承受的最大重量，適當對其進行功能高改進，避免受力過大而產生噪音。與此同時，對振動頻率進行調整，在規定范圍時間內對運行周數進行整改，從而有效限制其轉動情況。針對實際運行過程中所產生的摩擦問題，可在選擇齒輪結構上加以規避，為此選擇外表結構比較平滑的齒輪，進而有效緩解和減少摩擦阻力。

雙曲線弧齒齒輪加工中，有以下幾個方面影響噪音，值等注意：

（1）依據加工齒輪齒數、摸數，使用軟件選擇相應的切削刀盤、刀具。

（2）依據設備確定最佳精切齒余量，保證經加工后齒面的表面粗造度要求 。

（3）熱處理過程控制齒輪變形。

（4）在齒輪對滾噪音監測設備上模擬齒輪嚙合進行噪音監測。噪音值要求≤68 dB。

2.2齒輪傳動噪音降低的相應對策

對于降低齒輪傳動噪音對策，要從以下三個方面加以干預，一是轉變齒輪結構的潤滑方式，二是正確利用齒形修正法，三是控制主減箱體內清潔度差。

（1）轉變齒輪結構的潤滑方式：從齒輪潤滑角度看，要想有效控制噪音，要在正確選擇潤滑劑的前提下，適當轉變齒輪潤滑的方式，在充分限制潤滑劑使用的前提下，通過不斷提高齒輪實際使用效率的方式，充分降低齒輪運行噪音。目前，相關研究結果顯示，充分利用離心潤滑方式，能夠充分減少和控制驅動橋齒輪噪音。也就是說，在規定的時間內，要對齒輪箱開展全面檢測，發現存在質量問題的齒輪，要及時將其更換。同時，在齒輪底端相應位置進行鉆孔，進而通過離心力直接注入潤滑。通過上述方法能夠快速減少齒輪間的摩擦力，防止潤滑不佳所引起的噪音污染，進一步提高齒輪結構的運行效率。

（2）采用齒形修正法：在實際使用過程中，由于齒形存在較大的誤差，常常出現齒頂嚙合現象，造成嚙合精確性不高。為充分提高嚙合的精準度，可充分采取齒形修正法對有問題的齒形進行修整，從而有效減少齒輪噪音。利用齒形修正法主要分以下幾個步驟：其一，配對研磨的控制，齒輪嚙合接觸印痕要求在齒面的中央部位，略偏小端和上頂，沿齒長方向約占50-60%，沿齒高方向大于50%，須與齒頂脫開；齒輪嚙合間隙要求0.10-0.15mm，，研磨好的齒輪副需打刻配對標識，嚴禁混配。使嚙合點分布更具合理性，提高嚙合精度[3]。

（3）在對齒輪進行裝配前，應對所有裝配的零部件進行清洗，確保裝配后箱體內的清潔度要求，一般要求不大于30mg，基本上能夠達到降低噪音的目的。另外，實踐工作中發現，斜齒輪結構在進行傳動時，具有較高的平穩性，加之嚙合本身不具有較強的沖擊力，因此很難產生共振。

注：本文不涉及差速器產生的噪音

3 .結束語

綜上所述，我國學者對于驅動橋齒輪噪音的降噪方法研究一直在進行，成為相關領域重點關注的問，在取得研究成果的同時，我們也要注意到目前相關研究尚未將驅動橋齒輪噪音問題完全解決，因此要在實踐工作中進一步做好降噪處理，特別是過程的細節控制，從而不斷提高綜合生產效益。相關管理人員要充分重視對降低齒輪傳動噪音的認識，不斷改進設計，減少噪音污染對汽車安全性和舒適性的影響。

參考文獻：

[1]趙木青.準雙曲面齒輪副對驅動橋傳動效率的影響研究[D].武漢理工大學，2013.

[2]鄭碧波.基于ROMAX軟件的R101汽車驅動橋齒輪設計與分析[D].電子科技大學，2014.

[3]安學玲.采煤機搖臂齒輪噪音的原因分析與控制[J].煤礦機械，2015，17（06）：234-235.