汽车变速器振动与噪声控制技术研究
目录
1 绪论 1
1.1 汽车变速器振动与噪声控制技术研究的目的和意义 1
1.2 汽车变速器振动与噪声控制技术研究的发展现状 1
1.3 研究方法 3
1.4 研究内容 3
2 振动噪声评价指标 3
2.1 汽车噪声的评价指标 3
2.2 振动的评价指标 5
3 汽车变速器产生振动与噪声的理论分析 6
3.1 汽车变速器振动与噪声关系 7
3.2 汽车变速器产生振动的理论原因 7
4 变速器减震降噪措施 12
4.1 齿轮方面的减震降噪方法13
4.2 轴系方面减震降噪方法 17
4.3 变速器箱体降噪优化分析18
4.4 超级润滑油的使用20
结论21
致谢22
参考文献23
1 绪论
今天汽车产业已经成为我国经济的支柱性产业，汽车保有量已越居世界前沿，汽车不断的往更安全、更环保、更舒适的方面发展。汽车的振动与噪音直接影响着行驶的安全性和乘坐的舒适性，汽车振动噪声的高低也是评价汽车整车性能的关键。于此同时，汽车的高速化和轻质化发展使得汽车振动与噪音的问题日益突出，减振降噪成为各品牌汽车间竞争的焦点。
1.1汽车变速器振动与噪声控制技术研究的目的和意义
汽车的振动和噪声的一个重要来源就是汽车变速器，因而针对变速器进行的减振降噪对提高汽车的整体性能有很大的帮助。首先，变速器作为汽车传动系统中的关键部分，它的振动常常会诱发与其相连部位的振动，产生振动与噪声影响整车的乘坐舒适性；其次，人耳能接收的音频范围是 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
20Hz到2000Hz，同时对200Hz到500Hz内的齿轮噪声十分敏感；由于汽车速度和载荷的提高，齿轮的振动与噪声问题更加严重，成为迫切需要解决的问题。
由于汽车的制造装配误差和汽车载荷的变化，变速器在会产生一定程度的振动，振动通过与其相连的零部件传递出去并产生噪声。汽车变速器是一个弹性振动系统，在各种激励力的作用下汽车变速器变成一个振动源。大致上有两种因素会引起激励力，一是发动机运转产生的简谐激励，二是变速器中齿轮副啮合产生的动态激励。一旦变速器箱体内零部件的振动频率和外部激励力的频率频率相同，便会产生共振。由此可知，为了保证汽车变速器具有良好的动态特性而不出现共振现象，要求变速器在运转时必须具有一个固有振型和固有频率。在研究如何对变速器进行减振降噪时，对变速器内主要零部件的结构和振动传递关系应当多加研究，从噪声源和传播两个方面来控制振动与噪声。
1.2汽车变速器振动与噪声控制技术研究的发展现状
1.2.1变速器振动与噪声控制技术的研究历程
早在19世纪人们已经开始了汽车振动与噪声的研究，Moriye在1863年发表了针对齿轮减振降噪的论文，他提出应该在齿轮轮体和轮缘间插入缓冲材料来缓解振动的激烈程度。上个世纪三十年代，欧洲发达国家就发布了关于汽车噪声方面的法规，但在国际上并没有一个统一的标准，直到四十年后噪声法才在世界范围内被广泛关注，法规的标准也越发接近，但依然存在一些不同，因为各国经济环境的差异，目前噪声法规在世界范围内依然没有统一，但已经形成了欧盟、美国和日本三个代表体系。二战后，许多欧洲发达国家的汽车工业飞速发展，对于汽车传动系统有了新的认识，初次开始尝试针对变速器齿轮振动与噪声的研究，这一阶段对于变速器减振降噪的研究有了很大的进步。自从计算机时代的到来，对变速器振动与噪声的研究也进入了一个新的阶段，同时人们对汽车舒适性的要求有所提高，齿轮的减振降噪工作成了汽车研究的焦点，各品牌汽车建立了自己的研究室，通过计算机完成了许多测试研究方法，并且更加的精准。
1.2.2国外研究现状
国外对汽车变速器振动与噪声的研究已经进行了三十多年，许多欧洲汽车品牌的噪声已远低于噪声法规要求，已经进入一个追求高品质的阶段。国外汽车生产已开始围绕实现低噪声进行设计生产，许多大型汽车品牌生产厂家都有自己的变速器NVH实验室，形成了一套自家的规范测试流程，针对变速器的研究以振动噪声测试、计算机仿真分析、数值计算等方面为主，力求从设计、工艺和制造等环节降低变速器振动与噪声，把低噪声汽车作为开发目标之一。
如日本汽车品牌尼桑在变速器减振降噪方面有了很大的成果，得出了汽车声源品质的基本要求：声压级和转速应当呈线性关系，声音的基础分量的声压级应该远远大于其他分量的声压级；德国RHF汽车公司通过对变速器外壳的振动信号进行频谱分析可确定变速器故障原因；德国HEAD汽车公司生产出的双耳采集系统是目前对噪声评价的最先进的工具之一。
1.2.3国内研究现状
我国汽车行业起步晚，直到20世纪末才开始有相关单位和汽车生产厂家针对汽车内部零部件进行特征研究，所以汽车方面的先进技术与发达国家差距较大。国内针对变速器振动与噪声的研究还处于初级阶段，对于传统的齿轮降噪设计方面有了一定的技术支持和经验方法，但对于如何针对变速器箱体 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
减振降噪的研究并不多。而国外对于变速器减振降噪的技术研究已经比较成熟，并且开发了很多可以辅助降噪的检测程序和分析仪器，目前我国初步建立的NVH分析系统主要采用国外开发的一些技术软件及仪器，如美国内华达公司的DDM和ADRE故障诊断系统、日本的CF动态信号分析仪、德国HEAD公司的双耳采集系统等等，但无法获得国外的一些先进方法和核心技术。我国相关研究机构也已经开始研究开发自己的检测系统，如西安交通大学开发的大型回转机械神经网络系统、重庆大学的QLPM-2A预测维修分析仪等等，虽然不如国外高端设备先进，但已经有了良好的开端。
1.3研究方法
（1）文献法：查阅相关书籍和资料，对汽车变速器噪声和振动的产生原因进行理论分析；
（2）案例分析法：学习并借鉴成功的测试案例方案，分析振动噪声产生的原因，总结出控制方法；
（3）分析归纳法：通过综合分析各种文献资料，控制软件应用情况，阐明变速器振动与噪声控制方法。
1.4研究内容
本课题将针对汽车变速器的振动与噪声进行研究，通过理论分析深入了解变速器产生振动与噪声的主要原因，并在变速器故障维修和结构设计两个方面减振降噪。
（1）分析汽车变速器产生振动、噪声的主要因素，并对各影响因素引起的振动进行理论研究，总结各种影响因素所产生的振动、噪声信号的特征；
（2）汽车振动与噪声评价指标；
（3）对现有变速器提出改进方案，以进一步降低振动与噪声；
（4）研究减轻变速器振动和噪声的技术措施。
2 振动噪声评价指标
2.1 汽车噪声的评价指标
早在上个世纪五十年代汽车噪声在发达国家就已经引起了广泛的关注，认为汽车噪声是一种声污染，到十年后就已经出现了汽车噪声的相关法规，只有汽车噪声标准达到法规的规定才允许投入市场，在严格法规的控制下，这些发达国家的汽车噪声得到了明显的控制，汽车减振降噪的许多方法使用十分广泛。我国的汽车噪声相关法规出现的相对较晚，不如西方发达国家的噪声标准和法规的严格，目前仍有一定差距。
1 绪论 1
1.1 汽车变速器振动与噪声控制技术研究的目的和意义 1
1.2 汽车变速器振动与噪声控制技术研究的发展现状 1
1.3 研究方法 3
1.4 研究内容 3
2 振动噪声评价指标 3
2.1 汽车噪声的评价指标 3
2.2 振动的评价指标 5
3 汽车变速器产生振动与噪声的理论分析 6
3.1 汽车变速器振动与噪声关系 7
3.2 汽车变速器产生振动的理论原因 7
4 变速器减震降噪措施 12
4.1 齿轮方面的减震降噪方法13
4.2 轴系方面减震降噪方法 17
4.3 变速器箱体降噪优化分析18
4.4 超级润滑油的使用20
结论21
致谢22
参考文献23
1 绪论
今天汽车产业已经成为我国经济的支柱性产业，汽车保有量已越居世界前沿，汽车不断的往更安全、更环保、更舒适的方面发展。汽车的振动与噪音直接影响着行驶的安全性和乘坐的舒适性，汽车振动噪声的高低也是评价汽车整车性能的关键。于此同时，汽车的高速化和轻质化发展使得汽车振动与噪音的问题日益突出，减振降噪成为各品牌汽车间竞争的焦点。
1.1汽车变速器振动与噪声控制技术研究的目的和意义
汽车的振动和噪声的一个重要来源就是汽车变速器，因而针对变速器进行的减振降噪对提高汽车的整体性能有很大的帮助。首先，变速器作为汽车传动系统中的关键部分，它的振动常常会诱发与其相连部位的振动，产生振动与噪声影响整车的乘坐舒适性；其次，人耳能接收的音频范围是 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
20Hz到2000Hz，同时对200Hz到500Hz内的齿轮噪声十分敏感；由于汽车速度和载荷的提高，齿轮的振动与噪声问题更加严重，成为迫切需要解决的问题。
由于汽车的制造装配误差和汽车载荷的变化，变速器在会产生一定程度的振动，振动通过与其相连的零部件传递出去并产生噪声。汽车变速器是一个弹性振动系统，在各种激励力的作用下汽车变速器变成一个振动源。大致上有两种因素会引起激励力，一是发动机运转产生的简谐激励，二是变速器中齿轮副啮合产生的动态激励。一旦变速器箱体内零部件的振动频率和外部激励力的频率频率相同，便会产生共振。由此可知，为了保证汽车变速器具有良好的动态特性而不出现共振现象，要求变速器在运转时必须具有一个固有振型和固有频率。在研究如何对变速器进行减振降噪时，对变速器内主要零部件的结构和振动传递关系应当多加研究，从噪声源和传播两个方面来控制振动与噪声。
1.2汽车变速器振动与噪声控制技术研究的发展现状
1.2.1变速器振动与噪声控制技术的研究历程
早在19世纪人们已经开始了汽车振动与噪声的研究，Moriye在1863年发表了针对齿轮减振降噪的论文，他提出应该在齿轮轮体和轮缘间插入缓冲材料来缓解振动的激烈程度。上个世纪三十年代，欧洲发达国家就发布了关于汽车噪声方面的法规，但在国际上并没有一个统一的标准，直到四十年后噪声法才在世界范围内被广泛关注，法规的标准也越发接近，但依然存在一些不同，因为各国经济环境的差异，目前噪声法规在世界范围内依然没有统一，但已经形成了欧盟、美国和日本三个代表体系。二战后，许多欧洲发达国家的汽车工业飞速发展，对于汽车传动系统有了新的认识，初次开始尝试针对变速器齿轮振动与噪声的研究，这一阶段对于变速器减振降噪的研究有了很大的进步。自从计算机时代的到来，对变速器振动与噪声的研究也进入了一个新的阶段，同时人们对汽车舒适性的要求有所提高，齿轮的减振降噪工作成了汽车研究的焦点，各品牌汽车建立了自己的研究室，通过计算机完成了许多测试研究方法，并且更加的精准。
1.2.2国外研究现状
国外对汽车变速器振动与噪声的研究已经进行了三十多年，许多欧洲汽车品牌的噪声已远低于噪声法规要求，已经进入一个追求高品质的阶段。国外汽车生产已开始围绕实现低噪声进行设计生产，许多大型汽车品牌生产厂家都有自己的变速器NVH实验室，形成了一套自家的规范测试流程，针对变速器的研究以振动噪声测试、计算机仿真分析、数值计算等方面为主，力求从设计、工艺和制造等环节降低变速器振动与噪声，把低噪声汽车作为开发目标之一。
如日本汽车品牌尼桑在变速器减振降噪方面有了很大的成果，得出了汽车声源品质的基本要求：声压级和转速应当呈线性关系，声音的基础分量的声压级应该远远大于其他分量的声压级；德国RHF汽车公司通过对变速器外壳的振动信号进行频谱分析可确定变速器故障原因；德国HEAD汽车公司生产出的双耳采集系统是目前对噪声评价的最先进的工具之一。
1.2.3国内研究现状
我国汽车行业起步晚，直到20世纪末才开始有相关单位和汽车生产厂家针对汽车内部零部件进行特征研究，所以汽车方面的先进技术与发达国家差距较大。国内针对变速器振动与噪声的研究还处于初级阶段，对于传统的齿轮降噪设计方面有了一定的技术支持和经验方法，但对于如何针对变速器箱体 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
减振降噪的研究并不多。而国外对于变速器减振降噪的技术研究已经比较成熟，并且开发了很多可以辅助降噪的检测程序和分析仪器，目前我国初步建立的NVH分析系统主要采用国外开发的一些技术软件及仪器，如美国内华达公司的DDM和ADRE故障诊断系统、日本的CF动态信号分析仪、德国HEAD公司的双耳采集系统等等，但无法获得国外的一些先进方法和核心技术。我国相关研究机构也已经开始研究开发自己的检测系统，如西安交通大学开发的大型回转机械神经网络系统、重庆大学的QLPM-2A预测维修分析仪等等，虽然不如国外高端设备先进，但已经有了良好的开端。
1.3研究方法
（1）文献法：查阅相关书籍和资料，对汽车变速器噪声和振动的产生原因进行理论分析；
（2）案例分析法：学习并借鉴成功的测试案例方案，分析振动噪声产生的原因，总结出控制方法；
（3）分析归纳法：通过综合分析各种文献资料，控制软件应用情况，阐明变速器振动与噪声控制方法。
1.4研究内容
本课题将针对汽车变速器的振动与噪声进行研究，通过理论分析深入了解变速器产生振动与噪声的主要原因，并在变速器故障维修和结构设计两个方面减振降噪。
（1）分析汽车变速器产生振动、噪声的主要因素，并对各影响因素引起的振动进行理论研究，总结各种影响因素所产生的振动、噪声信号的特征；
（2）汽车振动与噪声评价指标；
（3）对现有变速器提出改进方案，以进一步降低振动与噪声；
（4）研究减轻变速器振动和噪声的技术措施。
2 振动噪声评价指标
2.1 汽车噪声的评价指标
早在上个世纪五十年代汽车噪声在发达国家就已经引起了广泛的关注，认为汽车噪声是一种声污染，到十年后就已经出现了汽车噪声的相关法规，只有汽车噪声标准达到法规的规定才允许投入市场，在严格法规的控制下，这些发达国家的汽车噪声得到了明显的控制，汽车减振降噪的许多方法使用十分广泛。我国的汽车噪声相关法规出现的相对较晚，不如西方发达国家的噪声标准和法规的严格，目前仍有一定差距。
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