汽车变速器齿轮啮合传动噪音的产生及减小的措施

《汽车变速器齿轮啮合传动噪音的产生及减小的措施》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车变速器齿轮啮合传动噪音的产生及减小的措施（5页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、汽车变速器齿轮啮合传动噪音的产生及减小的措施 唐山齿轮厂 郑怀璋内 容 摘 要 本文主要论述汽车变速器中齿轮传动噪音产生的原因，齿轮各项误差产生噪音的分析。通过增大啮合重叠系数，如何采用设计齿形和设计齿线等措施，减小汽车变速器的噪音。 汽车变速器传动中的噪音主要是齿轮啮合时产生的，减小变速器传动中的噪音是变速器生产厂一直关注的重要谁题，研究分析产生噪音的因素是寻求减小噪音措施的重要途径。 一、齿轮啮合传动噪音是如何产生的 1、齿轮啮合噪音产生的原理 物体震动时当震动强度和频率到一定程度时就会发出声响，噪音是各个震源产生声响的汇集，物体受到冲击力时会产生震动，冲击力越大声强越大，震动频率越高音调

2、越高。 物体受力产生弹性变形当力突然消失时，物体要恢复原状也会产生震动发出响声，如图一实验(一钢片受力，力突然消失钢片会震动发出响声)。 2、齿轮啮合传动噪音的产生 齿轮在传动啮合过程中，如果齿轮齿廓接触点没有处于理论位置，产生偏移时(主要是因为接触圆处齿距误差造成的)。例如图二所示： 图一 图二主动齿轮的一个齿开始进入啮合时是齿的根部与被动齿轮的一个齿的齿顶接触，接触点为M，如果主动轮那个齿的齿根部齿廓没有处于理论位置，提前进入啮合（相当于齿距小），这时会在M点产生冲击，冲击力的大小随着传动力的增大而增大，转动速度的增大而增大，因为作用力与反作用力相等，两个齿都会产生震动发出响声。同理当被动

3、齿轮那齿滞后进入（相当于被动齿轮在齿顶处的齿距大)，在M点接触，也会产生冲击力，出现同样情况。 这样的一对齿在啮合过程中，因齿距变大会产生弹性变形，在啮合即将结束时，主动齿轮的齿顶与被动齿轮的齿根部接触，接触点为N如图三所示，在刚刚离开时，齿要恢复原来状态也会发生响声如图一的实验。 当主动齿轮的那个齿在开始进入啮合时若滞后进入(相当于齿距大)，或被动齿轮提前进入啮合(相当于齿距小)，因齿轮齿厚减薄有侧隙，开始时则不会接触，而当它们前一对齿啮合结束时，这一对齿则会突然接触也会产生冲击发出响声。 既使齿轮没有齿距误差，但是在啮合传动中齿要受力会产生变形，发生齿距变化或力消失时要恢复原状态都会发出响

4、声。 综合上述分析齿轮在传动啮合过程中接触点脱离了理论位置，接触处的齿距发生变化就会引起震动，同时造成传动转速不均匀，发生瞬时速度变化，又会产生冲击，引起震动都会发出响声。另外齿面粗糙度不好或润滑不好造成的摩擦也会发出响声。二、齿轮各项误差产生噪音分析1、齿形误差对产生噪音的影响分析(1)齿廓中间有凹入的齿形(图四a)，凹入部分处在或近似处在中间位置，啮合过程中接触点从P点逐渐移到q点或由q点逐渐移到p点都会产生齿距变化，产生冲击力引起震动发生响声，这种齿形产生的噪音最大。 (2)齿形角误差大，图四b1，3为齿形角变大，图四b2，4为齿形角减小，这种齿形在开始啮入时会出现提前进入产生冲击，滞后

5、进入在啮合出刚刚离开时会使逐渐聚集的变形力突然消失，变形齿要恢复原状，这类齿形都会引起震动发出响声，对产生噪音的影响较大。 以上三种齿形对产生噪音影响大小程度分析是指在相同的误差数值上。 2、齿向误差对产生噪音的分析(1) 夹角的齿向误差(图五a)，一端齿厚大另一端齿厚小，啮合时接触区偏移齿轮端，并使接触面积显著减小，增大压强使端部齿变形增大，会发出的响声，这种齿向误差对产生噪音的影响较小。(2) 调角齿向误差（图五b），是由于螺旋角（包括0度角）的增大或减小造成的，接触区面积减小并处于齿轮一端齿的一面和另一端齿的另一面，在传动啮合中相当于接触部分齿距变化产生震动发出响声，这种齿向误差对产生噪

6、音的影响较大。(3) 游离齿向误差，一部分齿螺旋角（包括O度角）增大，另一部分齿减小形成齿轮端部接触游离，一般是由于热处理热处理变形或磨孔时孔倾斜造成的，对产生噪音影响最大。3、基节误差、齿距误差、齿距累积误差、齿圈径向跳动误差、公法线变动误差，安装配合误差、轴承误差等都会在啮合传动中使接触点处的齿距发生变化，脱离理论位置，产生震动发出响声。其影响在同级精度内仅次于齿形和齿向误差。安装后两个齿轮旋转中心线的倾斜会产生啮合过程中的齿向误差。4、齿面粗糙度对产生噪音影响较小。三、减小齿轮传动啮合噪音的途径和措施1、增大啮合重叠系数。设计齿轮时考虑增大啮合重叠系数，使同时接触的齿数增加，每个齿承担的

7、传动力减小。冲击力和震动相应会减小，同时接触齿数多会使转动平稳，瞬时速度变化减小，也减少冲击力和震动，这是减小噪音有效的途径。具体措施如下：(1)增大齿高系数，可以从1提高到1.45，(根据情况适当选取)。(2)减小齿轮齿形角(3)增加齿轮齿数(4)增大螺旋角(5)增加齿轮宽度2、采用设计齿形和设计齿线(1) 设计齿形 设计齿形一般采用凸齿形，设计齿形要给出凸形量、凸形量公差范围、齿形角公差范围、凸形量最高点的位置范围，或给出凸齿形公差带，见图六、图七。下面介绍两种设计形式：第一种形式：设计出凸齿形公差带。见图六a S f 设计鼓开量，f f 齿形公差，两条弧线间为公差带，实测曲线在公差带内，

8、同时又满足规定要求为合格。 ff齿形误差，S f 实测鼓开量，h实测曲线最高点到中线距离，设计时可以设计出鼓开量公差S f ， S f鼓形量误差。 如考虑到传动中齿形变形，或冷加工工艺补偿热处理变形，可以采用图六b的设计公差带，增加给出齿形预变变形数值X f 。 齿形判断：实测曲线要在公差带范围内，同时满足鼓形量公差S f 和曲线最高点位置h时为合格，精度值考核齿形误差ff 、齿形鼓形量误差Sf、最高点位置h和曲线波动值（齿形表面粗糙度）。 h的设计以h为准，可取h=1/4h、h=1/6h、h=1/8h。 S f 和Sf 的设计可以参照同类产品的数值，最好通过实际摸索试验给定。 第二种形式：设

9、计出齿形角公差和鼓形量公差见图 设计给出齿形角公差f和鼓形量公差S以及实测曲线最高点到中线的距h，实测曲线只要满足f、s、h的数值就为合格，超出则为不合格，这种方法很简便，使用判断很方便，但是设计数值要考虑与齿轮标准的关系，如何确定齿形误差ff如何确定精度等级。 齿形误差ff的确定可以采用如下方法：设计给出公称鼓形量Sf，实测鼓形量Sf，鼓形量误差，实测齿形角误差f，则齿形误差ff=Sf+f，ff符合齿轮标准中齿形公差哪级范围则定哪级。（2）设计齿线设计齿线与设计齿形原理方法一样，也分两种形式，介简如下：第一种形式设计出齿线公差带，见图八a、b。设计给出公称鼓形量Sb，鼓形量公差Sb，实测曲线

10、最高点到中线的距离B，B可取14B或l6B，Fb齿向公差，Fb一一齿向误差，Sb一一实测鼓形量，Sb是鼓形量误差，。当传动中考虑到螺旋角的变形，或冷加工给热加工留的予变形量在设计齿线中可给出予变形量Xb见图八b。 齿向误差的判断，实测齿向曲线在设计齿线公差带内，并且鼓形量在鼓形量公差范围内，最高点位置距中线的距离不超过规定的数值，则判齿向误差合格，其中一项超过规定数值则为不合格，由Fb确定精度等级(Fb是两条包容设计齿线的距离)。 第二种设计形式，设计出螺旋角的公差b和鼓形量的公差S见图八C。这种方法使用方便，只要实测曲线图中B、b和S没有超出规定的数值则为合格，否则为不合格。齿向误差Fb，F

11、bSb+b实测值，判断精度等级。Sb一一设计公称鼓形量应给出来或画在图中 Sb一一实测曲线的鼓形量，Sb一一鼓形量误差，鼓形量的数值以保证所制造的齿轮绝大多数啮合部位不在齿端部接触为好。3、提高齿轮及其相关件的制造精度，这方面措施很多，不再一一列举。以剃齿工艺为例可重点控制如下项目：（1） 尽力提高滚插工序质量，减小剃量，从而提高剃齿工艺水平。 （2）按设计齿形和设计齿线要求修磨剃齿刀。 （3）控制齿轮用钢材质，提高热处理技术水平，减小热处理变形量。 （4）热处理后采用内啮合珩齿可提高齿轮精度和齿面粗糙度。 结束语 减小齿轮传动啮合中的噪音措施，设计齿形和设计齿向各个数值的选定和如何控制，本文无法再详细论述，欢迎感兴趣者交流指导。