基于齿面拓扑修形的驱动桥主减齿轮啸叫分析与优化

发布时间：2020-11-02 16:10

　　 针对某轻型客车在减速滑行阶段出现的驱动桥齿轮啸叫问题,提出一种齿面拓扑修形方法来优化驱动桥齿轮啸叫噪声。利用LMS Test.Lab设备进行路试测试,识别出噪声源来自驱动后桥主减齿轮的啮合振动。对主减齿轮当前齿面接触性能进行分析,在此基础上,提出采用齿面拓扑修形方法对当前齿面接触区和传动误差进行修正。对修形前后的齿面加载啮合性能和NVH仿真曲线进行对比分析,仿真结果表明:修形后齿轮啮合性能和NVH性能都得到了提升。对修形前后的主减齿轮进行了路试测试实验,实验结果表明:齿面修形后齿轮啸叫问题得到了明显改善。
【部分图文】：

由图2可以看出:产生啸叫的阶次是10.53阶。由于该轻客主减齿轮齿数为8/39,主动轮齿数为8,测试挡位为五挡(变速箱速比为0.76),所以齿轮的基本阶次为8/0.76=10.53。产生啸叫的阶次刚好与主动齿轮基本阶次相一致,因此可以判定驱动桥啸叫是由主减齿轮啮合振动产生。为了消除啸叫噪声,需要对当前主减齿轮啮合性能进行修正。图2 路试测试Colormap图

对表2中的加工参数进行齿面接触仿真分析(TCA)可得到当前主减齿轮减速面的齿面接触区和传动误差曲线,如图3所示。由图3(a)和(c)可以看出:实际滚检接触区与仿真接触区一致,这表明加工齿面的啮合性能与设计要求相符合。当前大轮凹面接触区位于齿面中部,呈较大的内对角接触。由图3(b)可以看出:传动误差呈开口向下的抛物线形状,连续交叉,传动误差幅值为25 μrad。

采取的齿面修形方法是齿面失配拓扑修形方法[8],该方法修形思路为:首先建立当前齿面失配拓扑图(即Ease off图),计算出当前齿面失配系数,通过修正当前齿面失配系数对小轮凸面进行拓扑修形,从而获得需要的齿面啮合性能。这里需要说明的是:在对当前齿面失配拓扑进行修形时,通过增大螺旋角误差系数实现齿面接触区往小端移动,通过减小齿廓鼓形量系数实现传动误差幅值的降低,通过减小齿长鼓形量系数和齿面扭曲系数实现齿面接触区接触椭圆长度的增加。具体的齿面失配拓扑修形过程可详细参考文献[9],限于篇幅,这里只给出齿面拓扑修形结果。图4为当前齿面失配拓扑图,图5为修形后的齿面失配拓扑图。图6为修形后的减速面齿面接触区和传动误差曲线(传动误差幅值降为11.7 μrad)。对比图6与图3可以看出,修形后齿面接触区和传动误差符合作者的预期要求。图5 修形后的齿面失配拓扑图
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本文编号：2867264