摘要：對(duì)變速器噪音源進(jìn)行初步的分析，并探討噪音的控制辦法。
FindthecausesofTransmissionnoise,DesignSuggestionsforTransmission.
關(guān)鍵詞：齒輪傳動(dòng)；噪音；變速器；
GearTransmission;noise;Transmission
在傳統(tǒng)的變速器設(shè)計(jì)中，我們更注意變速器的功能的實(shí)現(xiàn)和可靠性，故對(duì)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(huì)環(huán)境意識(shí)的提高，和人們對(duì)車(chē)輛舒適性要求的進(jìn)一步提高，汽車(chē)的噪音問(wèn)題越來(lái)越凸顯出其重要性。汽車(chē)噪音源一般分為：發(fā)動(dòng)機(jī)噪音、底盤(pán)噪音、排氣噪音。而底盤(pán)噪音中傳動(dòng)系統(tǒng)噪音占了較大比重，其中變速器作為傳動(dòng)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(jiǎn)單的分為幾類(lèi)：a、由于齒嚙合、分離產(chǎn)生的嚙合沖擊聲；b、由于摩擦振動(dòng)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(shí)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(gè)復(fù)雜的體系性問(wèn)題，并不是說(shuō)我們?cè)O(shè)計(jì)制造了合適的齒輪就一定能夠有滿(mǎn)意的噪音效果。所以我們一定要把變速器總成作為一個(gè)整體來(lái)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(jì)角度考慮：
a、齒數(shù)及模數(shù)：在中心距確定，滿(mǎn)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(jì)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(dòng)更平穩(wěn)；另外模數(shù)小，周節(jié)小，因?yàn)槲覀冊(cè)趯?shí)際制造中，不可能制造兩個(gè)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(shí)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(jì)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(huì)影響變速器整體的軸向長(zhǎng)度同時(shí)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(guò)30度時(shí)，會(huì)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(shí)單齒會(huì)更長(zhǎng)，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(zhǎng)齒的設(shè)計(jì)。
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(shí)，軸以及箱體的彈性變形也會(huì)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(duì)齒輪進(jìn)行修形，以保證齒輪副在受載時(shí)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(shí),兩基圓柱公切面與兩非工作齒面交線(xiàn)之間的最近距離稱(chēng)為法向側(cè)隙jn。齒輪傳動(dòng)中非嚙合面間的側(cè)隙是保證齒輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)的條件。側(cè)隙過(guò)小,將導(dǎo)致齒輪兩齒太緊,噪聲急劇增大;相反,側(cè)隙過(guò)大,又將使輪齒互相撞擊,同樣對(duì)噪聲影響較大。
2、雜件的設(shè)計(jì)
a、齒輪箱體是一個(gè)典型的彈性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它在軸承動(dòng)載荷作用下產(chǎn)生振動(dòng)，輻射噪聲，應(yīng)該提高整體箱體的剛度，通過(guò)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(shí)軸必然會(huì)發(fā)生彈性變形，這個(gè)時(shí)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(huì)因?yàn)閺椥宰冃味a(chǎn)生振動(dòng)，所以我們應(yīng)該盡可能提高軸的剛性。設(shè)計(jì)軸時(shí)，其直徑和長(zhǎng)徑比應(yīng)保證在滿(mǎn)負(fù)荷作用下，其總撓度和轉(zhuǎn)角分別不超過(guò)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(lái)滿(mǎn)足高速運(yùn)轉(zhuǎn)的需要。
d、潤(rùn)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(jì)時(shí)充分考慮潤(rùn)滑效果和采用較好的潤(rùn)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(guò)熱前修形來(lái)滿(mǎn)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(guò)程中的磕傷碰毛，毛刺會(huì)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(gè)系統(tǒng)的、復(fù)雜的問(wèn)題，要從多方面著手進(jìn)行控制，最終先設(shè)計(jì)出合適的聲音，然后減少非設(shè)計(jì)聲音，才能夠保證變速器達(dá)到一個(gè)滿(mǎn)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(jì)
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