电动车高速轮边减速器噪声分析与优化

发布时间：2020-09-22 18:08

　　电动汽车作为未来汽车行业主要的发展方向,已经成为国内外各大主机厂和众多学者的研究重点。电动汽车取消了传统内燃汽车中噪声贡献最大的发动机和排气系统,进而使齿轮传动系统在高速啮合中产生的啸叫声成为主要的噪声源。论文以某电动车轮边减速器为研究对象,建立轮边减速器箱体辐射噪声计算分析模型,研究齿轮传动系统宏观几何设计参数以及微观轮齿修形对系统动态特性以及箱体辐射噪声的影响,对指导高速轮边齿轮传动系统设计和振动噪声控制具有重要学术意义与工程价值。论文主要研究内容如下:(1)分析了某电动车轮边减速器的结构与传动原理,采用有限元与集中参数混合建模方法建立该齿轮传动系统动力学模型,模型主要包含三部分:齿轮啮合单元、轴段单元和轴承单元。采用拉格朗日能量法推导齿轮啮合单元动力学方程,基于铁木辛柯梁理论推导轴段动力学方程,最终联立得到系统的动力学模型。基于LMS Virtual Lab软件,在各轴承座处建立spider单元,用于求解箱体表面振动响应,建立箱体声学有限元模型,分析归纳齿轮箱辐射噪声计算流程。(2)计算分析了轮边减速器的时变内外部激励,采用龙格-库塔法,求解系统微分方程,得到系统在额定工况下的振动响应。对轮边减速器箱体进行约束模态分析,研究了箱体前十阶模态频率和振型。基于箱体振动响应分析,利用声学有限元法,计算得到箱体各频率的A计权声压级辐射噪声值,可以发现最大辐射噪声值出现在1600Hz,接近箱体第六阶模态频率,噪声主要通过上箱体沿z向辐射噪声。(3)研究了宏观参数压力角和螺旋角对齿轮传动系统动态特性与箱体辐射噪声的影响。可以发现当输出级齿轮副压力角为17°或者螺旋角为24°时,传动系统的各向振动加速度减小,且轮边减速器箱体的辐射噪声明显降低;与轴向重合度为非整数设计工况相比,当齿轮副轴向重合度趋于整数时,齿轮副传动误差峰峰值明显降低,各向振动明显减小。(4)基于额定工况,对轮边减速器各级齿轮副提出两种修形方案,研究不同轮齿修形方式对齿轮副啮合特性的影响。齿向起鼓加齿廓线性修形的方案,降低了各齿轮副的传动误差峰峰值,并改善了齿轮副的啮合偏载情况;齿向和齿廓均起鼓修形的方案更有效的改善了齿轮副接触印痕,各级齿轮副的传动误差峰峰值也更低。计算轮边减速器箱体在通过第二组轮齿修形方案后对辐射噪声值,可以发现轮边减速器箱体辐射噪声降低了9dB。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U469.72
【部分图文】：

轮边减速器,电动车

重庆大学硕士学位论文轮边驱动型电动汽车的最后一级齿轮传动增大车辆离地间隙目的，目前已在电动轮边减速器也是电动汽车在行驶过程中H 性能直接影响着整车性能和乘车的舒适于内部齿轮在啮合时产生的振动，并通箱体产生辐射噪声传递到人耳，造成驾速器噪声的研究大多数是通过振动测试改进，再通过试验检测减速器的噪声是

模型图,轮边减速器,箱体,网格划分

3.6 轮边减速器箱体网格划分模ig.3.6 Meshing model of wheel redu施加约束，通过计算可以得到的模态振型如图 3.7 所示。表 3.3 箱体模态频率Table 3.3 Natural frequency of housi（Hz）模态 46.77 6 88.61 7 053.2 8 273.2 9 414.5 10

分布情况,齿向修形,齿向

图 5.3 齿向修形Fig.5.3 Lead modification法是通过在齿向两端进行对称的修于实现，能达到较好的修形质量，的目的。如何得到合理的鼓形量是虑众多因素，不易考虑完整，因此CbFb cal y cal 为接触宽度；yF 为啮合齿向误差误差yF 会影响齿向载荷的分布情况 FWffyymshop 算得到的平均载荷；shof 为单位载 y 为齿向跑合量。al，可按下式计算 bWbm2

【参考文献】