驱动桥齿轮噪音关键原因及解决

2022-11-07

张斌 付西平

【摘 要】本文从齿轮设计和加工、载荷冲击、共振因素、齿轮本身光滑度及齿轮润滑处理方式、主减速器箱体内清洁度等六个方面,对驱动桥齿轮噪音产生主要原因进行分析。Z后,以设计角度、齿轮传动噪音解决角度分析降低齿轮噪音的方法,望对相关领域研究具有一定指导作用。

【关键词】驱动桥;齿轮;噪音

引言

从现阶段相关研究成果来看。减轻驱动桥齿轮噪音仍然比较困难,因此要从驱动桥齿轮设计角度入手,分析产生驱动桥齿轮噪音的主要原因,并对其进行对症处理,进而充分减少要齿轮噪音,为汽车行驶安全性及舒适性提供更多科学保障。

1 驱动桥齿轮噪音产生的原因分析

1.1齿轮的设计与加工

齿轮设计初期减速比的选择(整数与小数)、设计软件的选择、齿轮加工的刀具、精加工余量、热处理、研磨等都会对齿轮的正确啮合产生较大影响,从而形成较大噪音。

1.2载荷冲击引起齿轮噪音

若将驱动桥齿轮传动视为具有振动功能的弹簧系统,齿轮即是这个系统中的主要组成结构。在运行过程中,当荷载冲击力对齿轮结构产生冲击后,会导致齿轮振动频率发生变化,并对其扭转方向产生影响。多数情况下,受到载荷冲击的齿轮结构会形成较大的振动力,这种振动力呈圆周方向。加之齿轮结构本身处理噪声的能力较差,因此往往会出现比较大的噪音。

1.3共振导致的齿轮噪音

共振可产生噪音,是基本常识,鉴于驱动桥齿轮自身的工作方式,出现共振噪音不足为奇。通过齿轮自身工作所产生的共振,主要原因在于齿轮结构本身刚性、主减速器箱体加工精度及轴承的装配精度较差。同时,齿轮之间所产生的摩擦力也会发生在同样的振动频率上,两者相互作用,可产生较大的共振噪音。

1.4齿轮表面不够光滑

若两种物体之间均能保持相对平滑,则两者在相互摩擦过程中的振动力就会比较小,且相应的振动频率也会降低,噪音程度自然不大[2]。但是,若驱动桥齿轮表面比较粗糙,则会相应增加摩擦力,导致振动频率过高,进而出现较大噪音。目前国内在微型客车上考虑成本因素,后驱动桥主、从动齿轮都未进行磨齿加工,故精切齿余量的选择,研齿显得非常重要。

1.5齿轮润滑处理方式

对齿轮实施保养处理,主要目的在于充分降低噪声,实践经验表明,使用性能良好的润滑剂,能够显著减少振动力和摩擦阻力。同时,正确使用润滑剂,也能够有效降低齿轮噪声。

错误使用润滑剂及牌号,往往形成齿轮表面早期磨损,改变齿轮啮合间隙,产生噪音,严重的直接影响齿轮寿命。通常情况下,在采用传统方式利用润滑剂时,主要是在齿轮的表面增加润滑剂的使用量,进而使其在运转过程中的摩擦力被降低。但是,使用这样的方式所产生的效果不是十分明显。对国外的车轮保养以及减轻噪音的润滑剂使用情况进行分析,可以发现,其在采用润滑剂时,往往更加重视其正确使用方式。采用正确方式将润滑剂注入齿轮结构中,能够Z大程度减少噪音,保证结构运行安全。

1.6主减箱体内清洁度差。

根据测试,在齿轮啮合面放置一根头发,用模拟齿轮啮合方式进行噪音推测,噪音值升高2~5 dB。

2 预防和控制噪音的正确方法

2.1设计、加工方面控制方法

立足于整体设计,对齿轮噪音进行分析,认为可从以下两个方面进行干预,一是齿轮设计,二是齿轮加工。在进行齿轮设计时,要充分考虑到上述噪音产生因素,并在设计工作中加以规避。

双曲线弧齿齿轮设计减速比尽量选用小数,小数点位数越多,出现齿轮啮合完全重复点的周期越长;选择成熟设计软件,目前国内比较成熟重庆大学郭晓东支援和北方交大王小椿支援编制的设计软件,根据驱动桥的输入要求,确保齿轮设计参数的正确。

在选择齿轮结构时,要对其载荷能力进行综合性的评估,确定其实际生产水平。在实际工作中,要严格按照齿轮结构能够承受的Z大重量,适当对其进行功能高改进,避免受力过大而产生噪音。与此同时,对振动频率进行调整,在规定范围时间内对运行周数进行整改,从而有效限制其转动情况。针对实际运行过程中所产生的摩擦问题,可在选择齿轮结构上加以规避,为此选择外表结构比较平滑的齿轮,进而有效缓解和减少摩擦阻力。

双曲线弧齿齿轮加工中,有以下几个方面影响噪音,值等注意:

(1)依据加工齿轮齿数、摸数,使用软件选择相应的切削刀盘、刀具。

(2)依据设备确定Z佳精切齿余量,保证经加工后齿面的表面粗造度要求 。

(3)热处理过程控制齿轮变形。

(4)在齿轮对滚噪音监测设备上模拟齿轮啮合进行噪音监测。噪音值要求≤68 dB。

2.2齿轮传动噪音降低的相应对策

对于降低齿轮传动噪音对策,要从以?三个方面加以干预,一是转变齿轮结构的润滑方式,二是正确利用齿形修正法,三是控制主减箱体内清洁度差。

(1)转变齿轮结构的润滑方式:从齿轮润滑角度看,要想有效控制噪音,要在正确选择润滑剂的前提下,适当转变齿轮润滑的方式,在充分限制润滑剂使用的前提下,通过不断提高齿轮实际使用效率的方式,充分降低齿轮运行噪音。目前,相关研究结果显示,充分利用离心润滑方式,能够充分减少和控制驱动桥齿轮噪音。也就是说,在规定的时间内,要对齿轮箱开展全面检测,发现存在质量问题的齿轮,要及时将其更换。同时,在齿轮底端相应位置进行钻孔,进而通过离心力直接注入润滑。通过上述方法能够快速减少齿轮间的摩擦力,防止润滑不佳所引起的噪音污染,进一步提高齿轮结构的运行效率。

(2)采用齿形修正法:在实际使用过程中,由于齿形存在较大的误差,常常出现齿顶啮合现象,造成啮合精确性不高。为充分提高啮合的精准度,可充分采取齿形修正法对有问题的齿形进行修整,从而有效减少齿轮噪音。利用齿形修正法主要分以下几个步骤:其一,配对研磨的控制,齿轮啮合接触印痕要求在齿面的中央部位,略偏小端和上顶,沿齿长方向约占50-60%,沿齿高方向大于50%,须与齿顶脱开;齿轮啮合间隙要求0.10-0.15mm,,研磨好的齿轮副需打刻配对标识,严禁混配。使啮合点分布更具合理性,提高啮合精度[3]。

(3)在对齿轮进行装配前,应对所有装配的零部件进行清洗,确保装配后箱体内的清洁度要求,一般要求不大于30mg,基本上能够达到降低噪音的目的。另外,实践工作中发现,斜齿轮结构在进行传动时,具有较高的平稳性,加之啮合本身不具有较强的冲击力,因此很难产生共振。

注:本文不涉及差速器产生的噪音

3 结束语

综上所述,我国学者对于驱动桥齿轮噪音的降噪方法研究一直在进行,成为相关领域重点关注的问,在取得研究成果的同时,我们也要注意到目前相关研究尚未将驱动桥齿轮噪音问题完全解决,因此要在实践工作中进一步做好降噪处理,特别是过程的细节控制,从而不断提高综合生产效益。相关管理人员要充分重视对降低齿轮传动噪音的认识,不断改进设计,减少噪音污染对汽车安全性和舒适性的影响。

参考文献:

[1]赵木青.准双曲面齿轮副对驱动桥传动效率的影响研究[D].武汉理工大学,2013.

[2]郑碧波.基于ROMAX软件的R101汽车驱动桥齿轮设计与分析[D].电子科技大学,2014.

[3]安学玲.采煤机摇臂齿轮噪音的原因分析与控制[J].煤矿机械,2015,17(06):234-235.

来源:《大陆桥视野·下》

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