輕型汽車機械變速器的降噪設計

于敏

棗莊理工學校 山東省棗莊市 277000

1 引言

汽車變速器所具有的噪聲，在汽車構建過程中是噪聲所具有的重要生源之一，在現代人對汽車乘坐舒適具備更加多樣化的要求背景之下，降減震降幅工作是汽車工業在實際研究過程中所具備的極為重要的課題之一。由此，對變速器的實際振動噪聲產生的實際原因進行綜合性的探究，并且對于實際變速器的誤差提出各類較為科學的優化設計方案，以此使減振降噪的效果得以達成，在研究過程當中有著極為重要的意義。因此，在研究過程中，需要針對汽車機械變速器產生各項噪聲的實際機理進行分析，而后需要探究產生噪聲的各類原因，并且針對各項原因對實際的汽車機械變速器的建造工作進行綜合性的處理。文章以輕型汽車機械變速器為例，對其降噪設計工作進行綜合性的探究及分析。

2 對汽車機械變速器噪聲產生的實際機理進行分析

變速器的實際構建過程中，屬于較為復雜的機械性。在實際構建過程中，會具有傳動軸齒輪以及軸承與相應的同步器，同時會由箱體等諸多零部件予以有效的構成。由于在實際制造以及后續的裝配時會出現相應的誤差，并且會存在負荷較高等諸多原因，由此會產生各類影響。因此，箱體內部的實際零部件在具體工作過程中會出現振動問題，同時會向空氣中輻射相關的噪聲，具體的噪聲可以將其劃分為兩大部分。其一為箱體內齒輪在嚙合時產生的實際噪聲，會通過箱體直接輻射致具體的空氣中，并且由此形成相應的空氣層。另一部分主要為箱體在受到實際的激勵背景之下，而產生實際的振動，并且向空氣中輻射放出結構聲，以下對實際的噪聲產生機理進行分析。

2.1 對齒輪系統振動造成的產生機理進行綜合性的探究

對于變速器噪聲的形成而言，就一般而言主要認為其在于齒輪在具體傳動時，由于齒輪所具有的彈性制造或者具體裝配誤差等諸多因素，而導致嚙合縫隙，由此便出現震動，并且產生相應的聲輻射，并且通過以及軸承向箱體內予以傳達。其實際造成傳播途徑主要可從兩個角度進行分析。一方面而言，會由齒輪表面產生的實際噪聲，并且向四周對噪聲予以輻射。就另一方面，也會由于實際的構件而產生相應的強迫振動，是指人所具有的系統各部分受到激勵，并由此而形成共鳴噪聲。因此，實際齒輪傳動系統所具有的震動在構建過程中，可將其認定為變速器產生各項噪聲的根源性因素。而輕型汽車機械變速器的示意圖可由圖1 所示。

圖1 輕型機汽車機械變速器示意

2.2 對箱體震動造成的實際產生機理進行分析

汽車變速器其振動在實際構建過程中屬于較為復雜且具有高度隨機性的振動過程，主要包含周期性旋轉振動以及齒輪嚙合產生的實際振動，以及相應軸承運動產生的具有高頻次的振動。而各類振動在一定程度上會傳遞至實際的變速器箱體上，由此使變速器生成相對復雜，且具有高度隨機性的震動。諸如上述所表述的內容，齒輪在構建過程中，由于其自身制造出現各項誤差，并且可能會由于各項原因而產生安裝誤差。因此，實際嚙合時會產生捏合振動，并且由此產生相應的捏合噪聲，使得震動又會由此而產生相應的軸振動，并且通過軸承將實際的振動向變速器的箱體進行傳遞。會導致箱體出現振動。如若軸或實際的箱體，其固定的實際頻率與齒輪逆合頻率具備一定程度相近性，并且會存在一致的情況，則在一定程度上會導致軸或箱體出現共振的情況，因此使實際的噪聲大幅度的增加。

3 對輕型汽車機械變速器及噪聲進行降低的設計方案進行分析

在進行輕型汽車機械變速器噪聲降低設計的過程中可以從以下角度進行分析。一方面而言，需要對齒輪結構所存在的問題予以證實，并且保證相應的齒輪結構得到優化。另一方面而言，可以對變速箱的箱體降噪優化設計工作進行詳細的探究。此外，可對軸的部分進行詳細的分析。通過對軸的實際剛性進行強化，進一步的降低噪聲。以下對各部分的優化方案進行詳細的分析。

3.1 對齒輪結構優化設計方案進行分析

首先，在對齒輪結構優化設計過程中，需要更為合理的對齒輪的副側隙進行分析。在齒輪的實際負荷出現變化的背景之下，會受到整體汽車發動機其扭矩波動所產生的實際影響。而齒輪副在實際齒輪嚙合的情況下便會產生一定程度的拍擊情況，并由此產生敲擊聲。而當時機的齒輪承載所具備的負荷相對較高時，雖然能夠在一定程度上有效的防止出現拍擊現象。但由于整體內核沖擊會存在實際上升的情況，并由此產生嘯聲，會造成嚴重的噪音。在對實際副側隙開展具體的設計時，如果所設計的方案相對較小，在對實際齒輪進行加工以及后續構建裝配過程中，會由于諸多原因而產生熱變形的情況。因此，如若設計太小的副側隙會。使得整體副側隙之間會存在著一定程度的干涉問題，并以此導致齒輪之間所具有的相互擠壓力大幅度的提升，以此使的噪聲大幅度的提高。由此，需要更加合理的對齒輪的副側隙進行控制。第二，需要更加合理的使整體齒輪的參設計參數得以優化，需要進一步的確保增加齒輪所具有的重合度。由此，在一定程度上使得傳動中所存在的噪聲得以減小。由于重合度在增加過程中，能夠在一定程度上降低齒輪其自身所具有的荷載潛力，并且降低對嚙入以及嚙出所存在的實際負載的沖擊力。而在此情況之下，能夠使得噪聲得以降低，如若齒輪其自身所具有的重合系數大于1，由于兩種嚙合區之內會存在著差異性的受力情況。就通常而言，前者會比后者所具備的承載力高出兩倍。此外由于齒輪在實際構建過程中，其相繼嚙合的荷載具備著一定程度的周期性特征。因此，便會產生具有周期性的振動噪聲，而增大重合的實際系數，在一定程度上能夠降低交變荷載的實際變化，由此使降低噪聲的效果得以有效的提升。第三，更加合理的對齒輪齒形以及方向進行有效的設計。就通常情況而言，在對實際輕型汽車機械變速器開展具體的生產時，對齒輪設計所具備的形狀以及相應的方向，需要以更加嚴格的方式進行要求。由于齒輪其自身所具有的樣式以及具體的工作條件會存在一定程度的差異性特征。因此，對齒輪的實際計算方法以及相應的修行模式也會存在著一定的差異。關于如何確定使用尺寸及修行的實際要求，其最為優質的方法在于以大量的實驗開展有效的總結，最終獲得更為合適的齒形以及實際的方向。就一般而言，齒輪的修型方法可以以下種類予以細分。其一為指對齒輪所具有的頂部開展實際的修整工作。齒輪邊緣部分的齒輪形狀修整在實際構建過程當中為直線。其二便是對漸開線的尺寸形狀進行綜合性的修整。齒輪頂部以及齒輪根部所具備的漸開線需要比設計的實際漸開線相對較短。具體的尺寸形狀在構建過程中需要依照相應的實驗結果而進行有效的確定。其三，在于對齒輪方向進行綜合性的修整輕型汽車，其機械變速器齒輪所具有的方向可呈現為鼓形狀。凸量就一般情況下能夠達到0.005-0.012 毫米的范圍之內。

3.2 對箱體降噪的設計設措施進行詳細的分析

通過上述分析可以得知，在異響發生中，其原因并不為整體變速箱的箱體。通過對實際齒輪結構進行有效的優化，能夠使實際的噪聲得到一定程度的改善。但需要承認箱體結構會對整體的變速器輻射的噪聲值產生一定程度的現實影響，因此對實際箱體的結構開展綜合性的優化，對于實際簡述變速器的減速降噪而言，會取得一定程度的效果。對于變速器開發階段而言，如若能夠應用各類相關結構的優化軟件，以此將減震降噪作為目的，對實際的箱體開展優化，則能夠取得更為優異的效果具體而言，整體相變速器箱體所具備的優化模式可從以下幾個角度進行分析。

首先，需要設計更為合理的箱體厚度，并且使用更加合理且可靠的材料。部分機械變速器在實際降噪技術的具體設計過程中，會應用增加壁厚的模式，由此使振動的頻率得以提升，在一定程度上會增加抗彎截面系數以及實際結構所具備的剛度，最終達成更加有效的降噪效果。但具體實際構建過程中，由于輕型汽車機械變速器其自身結構的特性，因此并不適合對該種方法予以應用。由于對箱體的厚度進行增加會使得實際制造成本大幅度的提升，因此大部分廠商也不愿意從主觀角度對該種方法予以使用。對于箱體材料而言，便需要進行更加輕量化的選擇。第二，可以構建修改函數并且定義相應的修改域。在實際優化過程中，可以以幾何模型的方式或者以有限元模型的坐標構建設計變量，通過更加直接修改整體變速器箱體，使其所具有的某些局部進行凸起或者進行凹陷，由此使得輻射升能量得到進一步的降低。該種模式在應用過程中，主要會應用變速器進行全新開發的過程當中，但此種方式在應用中成本相對較高。第三，可以對整體變速器上的點質量以及加強筋進行優化。將點質量的實際質量大小或者加強筋的相關位置作為實際設計的變量，在實際變速箱器箱體進行優化設計過程中，可以通過進一步加寬并且延長箱體側面原有的加強筋，由此使其結構得以優化。其四，可以通過變速箱箱體重量優化的方式將重量為基礎，構建優化目標函數。可以通過設計域點的某一頻率，或者某些頻率聲能量作為實際的約束條件開展具體的優化。該種方式在應用過程中，主要基于成本控制以及實際減震降噪的綜合效果進行有效的考慮，可以選取最優的實際結果，是大部分國內的變速器廠商在實際變速器優化過程中所較為常用的方法。第五，可以通過設計點的聲壓作為實際優化的重點，將結構拓撲作為實際修改過程中所具有的重要手段，其目標函數基本可以以兩種情況予以劃分。其一，是使各類研究預點在某一頻率所具有的聲壓以及相應的聲能量得到減小。其二，是整體設計域點，在某一頻段的結構輻射聲能所具備的某種均值得以最小。

3.3 對軸的剛性進行有效的強化

在對軸開展實際設計過程中，需要確保不會對整體齒輪正常使用予以破壞，并由此盡可能地使軸的剛性增加。具體而言會應用滾柱錐軸承的模式，其主要原因在于該種模式的軸所具備的剛性較大，并且所產生的噪聲相對較小，與其他各類軸承進行比較，所具備的震動以及對齒輪嚙合所具有的靈敏度相對較低，由此也將有利于減少實際的噪聲。此外，軸承其游隙以及具體的精度在一定程度上均會對輕型汽車其實際的機械變速器產生較為突出的影響。因此，需要對相應的內容進行深入的研究。

4 結語

在現代社會發展過程中，汽車工業得到了更加高速且高質量的發展。現代人對于汽車的實際性能要求不斷的增加，汽車噪聲的強弱在一定程度上成為對汽車性能進行綜合評價的重要指標。依照具體的研究可以發現，進一步的降低汽車變速器所存在的實際噪聲，對于汽車的整車噪聲的大幅度下降而言有著較為突出的效果。變速器在當前汽車構件過內屬于極為重要的構成部分，其實際工作過程當中所具有的噪聲。是整體汽車產生噪聲的重要來源，同時也是對其質量優劣程度進行判定的重要標志。由此，在現代社會發展中，相應的輕型汽車制造行業需要充分的注重對汽輕型汽車的機械變速器的噪聲進行綜合性的研究。在研究過程中，首先，需要對其實際輕型汽車機械的變速器噪聲產生的實際機理進行分析，對其機械結構之內的各類組成部分進行詳細的探究，精準的認知產生噪聲的實際原因。從齒輪系統振動噪聲以及實際的箱體振動噪聲進行綜合性的分析。在對相關的造成原因予以確定之后，需要進一步的開展更加高質量的噪聲降低優化措施，需要對齒輪的實際結構進行有效的優化設計。同時，需要對整體變速箱之內的噪聲進行有效的優化設計。此外，可對實際軸的剛性進行綜合性的強化，以此從多角度確保在實際設計過程中能夠通過多重方式降低汽車機械變速器的噪聲。由此使汽車機械變速器減震降噪相關課題的研究深度得以增加。并且能逐步提出更加高質量且可靠的減震降噪研究方案，由此使汽車的減震降噪效果得到不斷的提高，使現代人對于汽車舒適性角度所存在的要求以及對于汽車綜合質量的要求予以滿足。使汽車工業能夠獲得更加顯著且高質量的發展。