汽车变速器齿轮噪声产生机理与影响因素探讨

摘 要 基于现代汽车行驶过程中因产生较大噪声而影响到人们正常的生产生活，在得出汽车噪音污染源主要来自于变速器噪声的基础上，着重探讨了汽车变速器齿轮噪声的产生机理及其影响因素，这对于汽车低噪声化的实现、促使现代交通的持续健康发展均具有一定的参考作用。

关键词 变速器；齿轮噪声；产生机理；影响因素

中图分类号U46 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）92-0173-02

0引言

随着社会的发展、城市化进程的加快，噪声污染已成为当代社会的一大公害；困扰着人们休息生养的噪声污染，其中一个很重要的污染源，就是来自于汽车这种交通交通工具。随着科技水平的提高，在当代汽车的变速器之中，其传动轴的转速也日益提高，众所周知，汽车这种交通工具之所以会成为噪声污染的一大主要污染源，除了它的排气系统和发动机会产生出巨大噪音以外，还有一个就是汽车变速器的传动轴在高速转动过程中也会发出巨大的噪音；因此，要实现现代汽车的低噪声化，其中一个极其重要的途径就是尽最大限度把变速器的噪声降低下来；实践表明，产生变速器的噪音，具有极其众多的原因，而且其形成机理也是错综复杂的，其中一个最为主要的原因是与汽车变速器齿轮啮合有着极其密切的关系；基于此，以下就着重探讨一下有关汽车变速器齿轮噪声产生的机理及其影响因素。

1关于汽车变速器齿轮噪声产生机理的分析

实践表明，有关声源和传播这二者，会共同决定着变速器所产生的噪音带给人们的听觉效应；所以，把会对这二者产生影响的设计因素找出来，并针对其所用材料、参数以及结构等制定出相应的措施，这对于把变速器所产生的噪音降低下来具有很好的效果。由于变速器齿轮噪声的产生极其复杂，故对其分析研究会有一定的难度；从齿轮本身传动所产生的噪音来看，其形成机理主要有以下这几种情况：

1）齿轮因相对速度变化而形成冲击噪音进入啮合区的一对齿轮开始进行啮合以后，其相对滑动速度快慢会出现改变，因这种速度大小的改变，会破坏油膜、促使齿轮间摩擦系数发生改变，从而出现冲击和摩擦，这就形成了齿轮的本质噪音；这无关与齿轮的相关加工。若齿轮表面出现不平或者其齿形与基节出现误差，则啮合线上的速度分量就会出现极大的冲击，这样就出现了冲击噪音；

2）齿轮因啮合脉动而才带来的噪音。啮合的齿轮，因弹性变形而产生啮合振动；初始进入啮合的齿因齿轮变形而出现碰撞冲击，故形成了与啮合线平行的脉动力，致使变速器齿轮噪声的产生；

3）齿轮因误差产生的噪音。啮合的齿轮，其刚度出现周期性变化；若齿轮存在着误差，则会与齿轮法向周节误差（动荷载致使齿轮弯曲变形所带来的）共同起作用，从而产生更大的振动，出现更大的噪音。

综上，齿轮噪音产生机理除了与自身原因有关以外，还跟诸如不良的电机、传动环节出现负荷变化以及驱动轴振摆回转等这些常见外部因素有关。

2汽车变速器齿轮噪声的影响因素分析

由于节点脉动及啮合脉动是形成齿轮噪音的最根本原因，故对这两个振动进行影响的因素就是影响汽车变速器齿轮噪声的因素，而对这两个脉动力产生影响的因素很多，总的来看，主要有以下这几类：

2）关于模数与齿数所带来的影响。齿轮进行设计，其中一个重要的参数就是这个模数；齿轮进行啮合会产生啮合脉动，其主要原因就是跟轮齿的弹性变形有着很大的关系。作为齿轮设计中的一个基本参数——齿轮模数，若是比较大的模数（也即具有比较大尺寸的齿轮），则也就具有比较大的承载能力；模数这个参数与轮齿的弯曲程度呈反比关系，若把模数增大也就是把轮齿的刚度进行了提高，这样在进行啮合传动的时候，因轮齿弹性变形不会很大，这就把轮齿所形成的冲击力大大降低下来，从而达到了把总是大大降低的目的，因此，从这个角度来看，应该适当加大模数；但在加工齿轮时所产生的误差也跟模数有着比较大的联系，若增大模数，则也将增大齿形及齿距的误差，此时也会相应增大啮合噪声，故选择模数应结合具体情况来进行确定。在保持模数不改变情况下，齿轮的直径与齿数呈正比关系，故齿数的改变相应的也会改变轮齿的弯曲量及弹性刚度；因声源产生出的噪声强弱不仅与振源能量大小有关，还跟辐射面积大小有着一定的关系，若增大辐射面积，则其辐射功率也将跟着增大；因增大齿轮直径会带来噪声辐射面积的增大，这将极大影响到齿轮噪声的有效控制。因此，在进行相关设计时，在确保齿轮强度许可范围内，尽量应用小齿数和小模数，还可结合材料的合理选择及热处理方法，来促使轮齿强度的提高，从而把轮齿直径降低下来，达到降低齿轮噪声的目的。

3）关于压力角所带来的影响。增大压力角，也达到增加齿轮传动的接触强度和弯曲强度的作用；但在多数情况下，并非越大的压力角会带来越好的效果；因增大压力角，有可能增大齿轮之间作用力的合力及其垂直分力，从而增大噪声；若把压力角减小，则鞥达到把齿轮噪声降低的效果，但也会使齿轮强度削弱而带来不利影响。因此若主要矛盾为低噪声时，应选择尽量小的压力角，这就可达到把噪声和强度这二者兼顾的良好效果。

2.2汽车变速器齿轮噪声的影响因素之二——齿轮精度

2）接触精度所带来的影响。对接触精度进行检查，这是寻找齿轮噪声出现原因最佳途径；对它进行影响的因素主要有这些：齿面伤痕、齿轮齿向误差、箱体孔的加工误差等等。

3结论

总之，要降低汽车变速器齿轮的噪音，一定要充分了解有关汽车变速器的结构及相关参数的设计等，在这个基础上，再对每个环节进行认真分析和比较，这对于准确找出齿轮噪声产生的根源、并制定出相应的措施加以解决都具有重大的意义。

参考文献

[1]王克帧.汽车传动系齿轮噪声的分析与控制[J].汽车工艺与材料，2010，5.

[2]韩香丽.齿轮噪声之探究[J].山西机械，2009，3.

[3]张兴红.齿轮振动噪声分析及控制[J].现代制造工程，2012，10.