齒輪微觀修形及振動噪聲分析
關注創建者：日歷木心 創建時間：2023-06-11
齒輪微觀修形及振動噪聲分析的視頻教程
齒輪微觀修形及振動噪聲分析的實例教程
后續計算結果不再列出，有興趣可以自己嘗試下各種修形方案相組合。
下載地址：Romax培訓—齒輪的修形
為降低汽車變速器齒輪嘯叫噪聲,以某變速箱變速器主減速齒輪副為研究對象,借助于Masta仿真軟件對齒形和齒向修形進行了仿真研究.通過分析不同修形參數對齒輪傳動特性的影響,得到了修形參數對齒輪傳動誤差和接觸應力的影響規律.結果表明:適當的齒頂修緣能有效減小齒輪嚙合干涉;適當的齒形鼓形修整能有效改善齒根與齒頂的干涉現象;適當的齒向鼓形修整能有效改善最大接觸應力偏載現象;共同產生降低齒輪傳動誤差和最大齒面接觸應力的作用.
齒輪嘯叫噪聲是汽車變速器噪聲的主要來源之一．在齒輪傳動過程中，由于存在齒輪傳動誤差、彈性變形等因素，使得齒輪副在相互嚙入、嚙出時，偏離了理論嚙合線，從而導致輪齒干涉、沖撞，進而產生激振力，引起傳動機構的振動．在振動傳動到變速箱外部結構的過程中產生共振而引發嘯叫噪聲．
展開 圖4 嚙入嚙出和反嚙入嚙出對角修形示意圖
圖5 減速箱軸系總成模型
5 Masta軟件和Basic LTCA方法簡述
Masta軟件是集齒輪傳動系統設計分析、試驗仿真、齒輪加工刀具優化和工藝過程模擬為一體的設計-開發-制造系統仿真分析軟件。在齒輪修形方面，Masta對傳動系統進行變形分析得到模擬實際工況下的錯位，并根據計算得到的錯位對齒輪進行修形以確定初始修形量，結合修形后的傳遞誤差以及齒面接觸斑點對齒輪的微觀修形量進行不斷調整，最終確定一組最佳的修形參數。
Masta中齒輪微觀修形模塊中最為常用的Basic LTCA方法，是使用著名的簡單片狀模型，沿齒寬方向將接觸線分成多片，每片是由ISO6336給定的恒定的嚙合剛度，它代表了該片上的彎曲、接觸和本體旋轉剛度。該模型假設錯位量（由Masta系統變形計算得到）不變，并且考慮了齒輪微觀修形參數的影響，總嚙合剛度由ISO6336標準定義，考慮斜齒因素和嚙合齒數。輪齒被切分成細條，每個細條被賦予恒定的剛度，并等于總嚙合剛度除以細條的數目；這樣，嚙合剛度取決于載荷分布，而載荷分布也取決于錯位。嚙合節點被賦予一個初始剛度，執行一個系統變形步來確定錯位，嚙合錯位被用于確定細條上的載荷分布。根據載荷分布可以計算出一個新的嚙合剛度。
展開 四、振動噪聲的控制措施
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提高加工、裝配精度
齒輪的齒形、齒面精確加工精心裝配，減小齒面缺陷可以大大減小齒輪嚙合時的振動沖擊。此外齒的形狀，齒輪輪齒的排列、優化都能大幅度降低齒輪噪聲。如直齒改為斜齒，或采用非對稱齒形。根據嚙合時的沖擊振動除了受到壓力角T 影響之外，主要與齒數有關。增加齒輪齒數可采用雙模數不對稱的漸開線齒形。齒數增加可使沖擊幅值下降，但應注意齒輪的加工精度。據研究該法可使噪聲下降3dB左右。
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采用隔振及阻尼減振裝置
對振動與噪聲的控制除了在設計與制造時優化齒輪結構參數，如齒形、重合系數、壓力角等外，可以在齒輪輪體以及支承系統采用隔振措施。如在齒輪端面附加一個阻尼環或鑲嵌高阻尼材料以便吸收齒輪的嚙合振動能量，以減少齒輪輻射聲。與此同時，可在齒輪軸系端部及軸承部位接裝適當的減振裝置，如套在軸頭部位的阻尼減振套（墊）。
展開 但嚙合頻率的振動級很高是主要的振動噪聲能量攜帶區域。齒輪軸頻對嚙合頻率的影響列于表1中。
表1 四種傳動齒輪軸頻對嚙合頻率調制
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總聲級隨轉速的變化
根據眾多試驗觀測表明，轉速與總聲級存在明顯關系。
表2 三類齒輪測試總聲級與轉速的關系dB(A)
由表2可以看出，轉速從1440升到3380時，各個測點上所測齒輪振動的總聲級大多數呈明顯上升趨勢。轉速越高，噪聲級就越高，在3個測點上所反映的實測結果是一致的，表示了嚙合振動所做的貢獻。
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倍頻特性
齒輪本體的軸向、徑向振動，齒輪的嚙合振動，由于齒輪的缺陷在周期性沖擊力作用下會產生基頻的振動。二次諧頻、三次諧頻或更高諧頻的振動，即會出現n 倍基頻的振動（其中，n=1,2,3,……）稱之為倍頻特性。
四、振動噪聲的控制措施
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提高加工、裝配精度
齒輪的齒形、齒面精確加工精心裝配，減小齒面缺陷可以大大減小齒輪嚙合時的振動沖擊。此外齒的形狀，齒輪輪齒的排列、優化都能大幅度降低齒輪噪聲。如直齒改為斜齒，或采用非對稱齒形。根據嚙合時的沖擊振動除了受到壓力角T 影響之外，主要與齒數有關。增加齒輪齒數可采用雙模數不對稱的漸開線齒形。齒數增加可使沖擊幅值下降，但應注意齒輪的加工精度。
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齒輪微觀修形及振動噪聲分析的最新內容
來源：傳動在線 作者：何韞如、宋福堂
一、齒輪振動的實例
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來源：軟件資料助手
添加自己的材料數據。設置->數據庫->齒輪材料。
按照1-2-3所示的次序，更改齒輪材料數據。（一定要準確的命名材料名稱和備注信息，有條理的工作過程真的很重要！特別是對設計工作起決定性作用的材料屬性。）
我沒有改齒輪材料，采用的軟件自動的設置。
進行分析前的設置：
①：在齒輪傳動的過程中，軸由于受到力的作用，導致齒輪產生嚙合的錯位，
作者：何湘玥丨上海汽車變速器有限公司
一、齒輪振動的實例
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齒輪輪轂的振動
齒輪傳遞扭矩首先從軸傳至輪轂，由輪轂傳遞到輪齒，再由主動輪輪齒傳遞到被動輪輪轂和軸系。在傳遞過程中，由于受到軸向激勵力的作用，齒輪輪轂產生軸向振動
為降低汽車變速器齒輪嘯叫噪聲,以某變速箱變速器主減速齒輪副為研究對象,借助于Masta仿真軟件對齒形和齒向修形進行了仿真研究.通過分析不同修形參數對齒輪傳動特性的影響,得到了修形參數對齒輪傳動誤差和接觸應力的影響規律.結果表明:適當的齒頂修緣能有效減小齒輪嚙合干涉;適當的齒形鼓形修整能有效改善齒根與齒頂的干涉現象;適當的齒向鼓形修整能有效改善最大接觸應力偏載現象;共同產生降低齒輪傳動誤差和最大齒面接觸應力的作用
