1、车辆驱动桥 减速器噪音控制问题的研究 摘要： 本文对驱动桥单级主减速器噪音的来源和产生因素进行了分类分析，并根据不同的因素和产生机理提出了相关改进消除降低噪音的调整方案 。 关键词： 后桥主减 噪音 主动锥齿轮 被动锥齿轮 大小轴承 差速器 1 背景 随着各类车辆在人们生活和工作中应用越来越普遍，人们对车辆噪音、震动、舒适性等要求也越来越高，车辆在行驶过程中由驱动桥单级主减速器在运行时产生的噪音是除了发动机以外另外一个较大的噪音来源，如果不进行有效的控制将影响驾或者乘人员的驾驶或乘坐舒适性。为对 驱动桥单级主减速器噪音进行有效控制，根据其产品结构特点对该类主减速器进行噪音产生分析并在该产品实现
2、过程中进行过程控制研究。 1 2 噪音类型 驱动桥单级主减速器在工作过程中，来自传动轴的转矩通过主动锥齿轮传递给被动齿轮，被动齿轮由多条螺栓紧固在差速器壳上，被动齿轮的转矩通过半轴齿轮传递给两侧半轴，实现驱动车辆行驶的目的。 在主减速器工作过程中可能产生的噪音主要分为六种类型： 法兰盘与传动轴连接后高速旋转时产生的共振噪音； 小轴承旋转时产生的噪音； 大轴承旋转时产生的噪音； 半轴齿轮与行星齿轮啮合旋转时 产生的噪音； 主被动齿轮啮合旋转时的噪音；半轴齿轮中间花键与半轴配合旋转时的噪音。 2 3 产生因素与对策 主减速器工作时各种不同类型的噪音有可能同时发生也可能只发生其中的某一类或几类，要有
3、效地对噪音进行控制需要对各环节均进行有效的过程控制，针对可能发生的噪音问题要从各运转环节分析并采取可调的方案以便后期产品实现后能够方便快捷的对产品进行调整来控制噪音。 根据噪音产生类型不同，生产过程中常见的控制方法有： 3.1 调整法兰盘中间花键与主动齿轮花键配合关系 因为法兰盘的作用是压紧小轴承，抵消主动齿 轮在运转时受到的轴向作用力所以在选取法兰盘内部的花键配合性质时需要选取小过渡配合以确保锁紧螺母在锁紧时能够有效地传递锁紧轴向力。 3.2 调整小轴承内圈与主动齿轮的配合 为方便安装维修目前部分主减速器的小轴承内圈与主动齿轮的配合性质为小间隙配合这样方便安装和跟换主齿油封，但是在主减速器工
4、作时如果采用小间隙配合，当起步的时候法兰盘传递的扭矩突然传递给主动齿轮，但小轴承内圈此时会发生相对措动，这种措动使挡油盘厚度磨损加剧容易导致小轴承轴向松动，从而产生噪音。 如果因为小轴承内圈间隙配合产生主动齿轮旋转时挡油 盘或隔套或大垫片发生旋转时的错动，则会引起因轴向力变小而导致的轴向冲击，并且这种冲击在高速旋转条件下会发出较大噪音。 3.3 主动齿轮的预紧力调节 主动齿轮高速旋转时如果小轴承和大轴承之间的轴向预紧力选取不合适可能会造成主动齿轮轴向反复冲击或大小轴承过早磨损，这既不利于噪音控制也会降低产品使用寿命，所以主动齿轮预紧力的调节非常关键，因隔套垫片等零部件材质和热处理方法不尽相同，
5、故难以确定标准的主动齿轮启动力矩，该启动力矩的调节可以通过更换大垫片来实现，随着零部件加工精度的提高和过程控制稳定性的提高，垫片厚 度需求范围也在逐步缩小，如减速器壳加工精度能够稳步上升，不久的将来我们有望看到大垫片厚度不需要调整，或者随着材料制作工艺上升我们可直接使用隔套来完成调整该预紧的目的。 主动齿轮轴向预紧调节是比较复杂的过程，在选取好合适的大或者小轴承内外圈配合精度后需要根据实际主动齿轮的启动力矩来不断更换大垫片进行反复拆装，此种方法使产品实现过程变得复杂和效率低下，所以多数企业为加快生产节拍提高生产效率，采用自动选垫机来实现该过程。 3.4 半轴齿轮与行星齿轮啮合间隙调节 半轴齿轮
6、与行星齿轮啮合旋转过程中受齿轮自身加工精度 和装配精度的影响会出现不同程度的噪音，齿轮加工成型后在装配环节对齿轮精度修整比较困难，调节半轴齿轮和行星齿轮轴向啮合尺寸可获取比较合适的啮合间隙，从而降低由于行星齿轮和半轴齿轮旋转啮合时产生噪音的几率。装配时可通过半轴齿轮垫片厚度的调整来获得理想的啮合间隙。 3 3.5 主被动齿轮的啮合间隙的调节 主动齿轮和被动齿轮旋转啮合时如果啮合间隙偏大则在高速时会出现冲击噪音，如果间隙偏小主动齿轮和被动齿轮运转时会出现大量的热量，容易造成齿面烧蚀，降低其使用寿命。被动齿轮首先装配在差速器壳体上，由于被动齿轮在差速器 壳体径向的偏差会导致差速器装配后被动齿轮与主
7、动齿轮的间隙变化，所以被动齿轮安装到差速器壳体时需要使用止口进行精确定位。 差速器在转配到减速器之前，需要对主、被动齿轮安装距进行调整，使其更接近实际加工安装距，这样齿轮啮合状态最接近配对研磨时的状态，运转起来最平稳。未获得较好的啮合间隙，首先需要对减速器壳体的主持安装距离进行测量，然后根据需要安装的零部件的尺寸叠加值来确定调整垫的厚度。为提升装配效率，常将调整点的尺寸规格进行标准化与系列化，以便在调整选用时方便快捷的选取。 减速机的噪音产生主要是源于传动齿轮的摩 擦、振动以及碰撞，如何有效降低及减少噪声，使其更符合环保要求也是国内外一个重点研究课题。 降低减速机运行时的 齿轮 传动噪声已成为
8、行业内的重要研究课题，国内外不少学者都把齿轮传动中轮齿啮合刚度的变化看成是齿轮动载、振动和噪声的主要因素。用修形的方法，使其动载荷及速度波动减至最小，以达到降低噪声的目的。这种方法在实践中证明是一种较有效的方法。但是用这种方法，工艺上需要有修形设备， 广大中、小厂往往无法实施。 经过多年研究，提出了通过优化齿轮参数，如 变位系数 、齿高系数、压力角、中心距，使啮入冲击速度降至最小，啮出冲击速度与啮入冲击速度的比值处于某一数值范围，减小或避免啮合节圆冲击的齿轮设计方法，也可明显降低减速机齿轮噪声。 4 齿轮的加工对减速器的影响 减速器的主要噪声源是啮合齿轮，影响它的主要因素有：设计参数，制造精度
9、与它的工作条件。由生产实践和实 验数据组可知：减速器的噪声值随着中心距的增大，转速的升高和传动比的减小而增大，减速器的工作条件如载荷的变化，润滑剂的种类，传动环节的误差等等也都影响着它的噪声值，而减速器的制造精度 (主要是齿轮及箱体的加工精度 )则是决定噪声大小的关键因素。减速器的噪声是由于在它运转过程中机内齿轮啮合产生周期性的交变力对轴承、箱体的作用而引起的发生振动。评定圆柱齿轮减速器 (以上简称减速器 )质量水平的主要标准就是它的噪声值。随着产品标准的国际化，国家对减速器的噪声值作出了更加严格的限定，这就要求对减速器的噪声控制进行研究。 4.1 减速器中齿轮加工对减速器噪声的影响 4.11
10、 齿轮加工误差对噪声的影响 减小与控制齿轮噪声是降低减速器噪声的根本。为了降低齿轮噪声，需从结构设计与齿轮精度两方面来考虑。 1、低噪声齿轮结构设计的要求。齿轮结构设计对噪声的影响是很重要的，理想的设计是：尽量提高轮齿的弯曲强度，选择较大的变位系数与适当的螺旋角，使啮合系数加大，从而达到降低噪音的目的。 2、齿轮制造精度对噪声的影响。对标准系列减速器来说，齿轮的制造精度决定着它的噪声值。减速器齿轮的主要作用是传递转速和扭矩，因此 对它的齿轮制造精度要求，其工作平稳性等级是主要的。具有较高工作平稳性等级的齿轮不仅本身的使用寿命长，而且传动中的冲击、振动小，噪声也就小，所以限制齿轮的工作平稳性误差
11、是减少齿轮噪声的关键。 4.12 工作平稳性精度对噪声的影响 。 齿轮的工作平稳性精度就是要求限制齿轮瞬时速比的变化，其误差为齿轮每转一周多次出现的转角误差，它使齿轮在啮合过程中产生撞击、振动从而产生齿轮的噪声，它是一种高频的冲击声。对于一个齿轮来说影响工作平稳性的因素是他的基节误差和它的渐开线齿形误差。 4.13 齿轮的接触精度对噪声的 影响 。 评定齿轮接触精度的综合指标是接触斑点，接触不好的齿轮其噪声必大。造成齿轮接触不理想的原因有：齿向误差影响齿长方向接触，基节偏差与齿形误差影响齿高方向的接触。 4.14 齿轮的运动精度对噪声的影响 。 齿轮的运动精度是指传递运动的准确性，即齿轮每转一周的转角误差最大误差值不能超过一定限度。由于齿轮运动精度是大周期性 (齿轮旋转一周 )误差，而由齿轮齿圈径向跳动在齿轮旋转一周内的周杰累计误差会产生低频噪声，但当周节累计误差增大时，将造成齿轮啮合冲击及角速度的变动，此时噪声明显增大并发出 “ 隆隆 ” 声。4 4.15 轮体偏心偏重对噪声的影响 。 轮体偏心偏重的齿轮在啮合运转时产生不平衡的离心力，它是一种交变应力，会引起轮系的振动而产生噪声，因此对轮体进行动态平衡检测是必要的环节。 4.2 减速器箱体孔加工精度对噪声的影响
