汽車變速器總成的噪聲源及降噪措施

楊建軍

摘 要：隨著社會經濟和科學技術的快速發展，交通運輸業也隨之發展起來，并且在人們的生活中占據著越來越重要的地位。交通運輸業的發展，帶動了汽車業的蓬勃發展，不同種類的汽車應運而生，汽車制造業的水平也在不斷提高。同時，人們對汽車的期望和要求也越來越高，那么低噪音化也就成為了汽車的重要性能之一，解決變速器噪聲的問題，應該仔細的判斷，全面的分析，配合科學的方法，不但能夠提高變速器的性能，改善汽車的動力狀況，更為我國汽車產業的發展提供了很好的前景與趨勢。本文對汽車變速器噪音的產生機理進行了分析，并提出幾點降低噪音的措施。

關鍵詞：汽車變速器；噪聲源；降噪措施

前言

汽車變速器主要由箱體、軸承和傳動軸等組成。事實上，有些零件在加工過程中或多或少會有誤差。另外，在汽車變速器工作時，會受到外界因素的干擾，造成其他部件振動，噪音會立隨即出現。這種噪音沒有明顯的峰值，涉及廣泛的頻率，聲音刺耳，雖然不會立即影響駕駛者在車內駕駛，但往往會令駕駛者和乘坐者感到不快，但會大大減低乘坐的舒適性，導致駕駛者注意力下降，從而影響駕駛者及乘坐者的安全。解決變速器總成噪音問題對整個減少變速器生產過程質量損失，提高產品競爭力具有重要的意義。

1汽車變速器產生噪聲的原因

汽車變速器總成的噪聲源主要有：齒輪、齒輪軸、箱體、軸承、側蓋、離合器殼體以及潤滑油與殼體內腔壁的摩擦等，以下主要從箱體、軸承和齒輪這幾個方面來分析噪聲的原因。

1.1變速箱體振動噪聲源

齒輪的振動導致軸上的振動。振動通過軸承傳遞到變速箱體上，引起箱體振動。如果軸或箱體的固有頻率接近或等于齒輪的嚙合頻率，則軸或箱體上就會產生共振，從而增大噪聲。

1.2變速器軸承噪聲源

徑向球軸承和圓柱滾子軸承是汽車變速器軸承中常用的軸承，而軸承的工作狀態是高速、重載，承受大量交變載荷。因此，滾動體（鋼球、圓柱滾子等）和滾道往往產生嚴重的磨損、疲勞、腐蝕、斷裂等現象，使軸承本身的徑向和軸向間隙增大。當速度增加、負荷增大或潤滑不良時，由于滾動體與滾道間的撞擊而產生噪聲。另外，軸承內有異物也會造成變速器有噪聲。

1.3變速器齒輪噪聲源

齒輪是變速器的基本部件之一，其質量影響整個傳動系統的功能，對汽車行駛的穩定性起著重要的作用。齒輪噪聲可能是由于齒輪的過度磨損和變薄、行駛過程中的間隙過大和沖擊造成的；齒面嚙合不良，例如修理時未成對更換齒輪。新、舊齒輪搭配，齒輪無法正確嚙合；齒面有金屬疲勞剝落或個別齒損壞折斷；齒輪與軸上的花鍵配合松曠，或齒輪的軸向間隙過大；軸彎曲或軸承松曠引起齒輪嚙合間隙改變，或者是輪齒的扭轉變形與熱變形等因素，這造成齒輪在嚙合時，兩個齒輪會產生沖擊力、噪聲。

2對降低汽車變速器噪聲的措施

2.1優化變速器箱體的降噪措施

對于優化的目標函數，選擇變速箱箱體的重量。在設計變量中，選擇箱體的厚度。在優化過程中，約束條件被定義為設計域點的某一頻率或某一頻域聲能量。該方法考慮了減振降噪和成本控制，并選擇了最優結果，目前已經被國內的很多變速器廠商所應用，取得了不錯的效果。對變速箱上的點質量或加強筋進行優化，在設計變量中選擇點質量的質量尺寸、點質量或加強筋位置。在具體變速箱的優化設計中，對箱側原有的加強筋進行了拓寬和擴展。減小變速器軸支撐部剛度也可以減少由噪聲引起的振動，并且將減震材料放置在軸承外圈上也可以降低振動能量。通過優化箱體的點質量，可以改變筋的位置，從而起到降噪的效果。一般來說，可以通過延長箱體的側面來達到降噪的目的。

2.2優化軸承的降噪措施

加強軸承零件部件清潔度控制，防止異物進入變速箱總成內部。同時，對軸承壓頭壓機進行定期清洗，確保壓頭壓機的清潔。加強裝配過程的管理，檢查返修線上的外錐環，避免將帶劃痕錐環裝入變速器總成中。同時要選擇剛度適中的軸承，使軸和軸承之間產生的振動降低，噪聲也能降低，這說明軸與軸承之間的振動也是噪聲產生的根源之一。在設計軸時不允許干擾齒輪的正常運行，而應在此基礎上增強軸的剛度。通常情況都會用滾柱錐軸承，由于其剛度比較大，而且錐軸承發生的噪音也比較小。由此可見，滾柱錐軸承產生振動的敏感度要低的多。軸承的精度也能對汽車變速器帶來影響，許多汽車生產廠家都會選用普通的軸承來降噪。但實際上，高級軸承的降噪效果會更好。

2.3優化齒輪的降噪措施

（1）減小齒輪副側隙能有效改善噪音，即盡可能保持齒輪無間隙運轉，但以當前的制造技術又只能有限的降低側隙。這可以在主齒輪側面設置較薄的輔助齒輪（即剪刀齒輪），與配偶齒輪嚙合時，因扭力彈簧的作用，主齒輪與輔助齒輪都參與了嚙合，從而降低噪音。但該種結構受空間位置限制較大，只能應用于部分齒輪副，無法用于全部的齒輪副。

（2）通過修形技術提高齒輪的嚙合性能，使輪齒載荷的變化更加平穩，提高了齒輪的承載力，減少了齒輪的噪音與振動.

（3）壓力角增大將引起齒輪間作用力的合力及合力的垂直分力的增加，從而使得噪音增大。減小壓力角能降低齒輪噪聲，但也有削弱齒輪強度的不利之處。當低噪音為主要矛盾時，應選用盡可能小的壓力角。例如，α=14.5°及標準壓力角α=20°，基本上兼顧了強度和噪音兩方面的要求。

（4）控制齒軸類小總成軸向尺寸，避免齒環竄動，而且要做好齒環前期潤滑工作，消除潤滑不足。

3結語

綜上所述，汽車變速器噪聲不僅會影響到駕駛的舒適性，也會影響到駕駛的安全性。變速器總成的噪音大小已成為變速箱質量好壞的重要標志之一。目前低噪音、輕量化、高承載已成為現代變速箱設計的發展方向。變速器噪音的處理，也可通過多方手段如改善變速器齒輪副間隙、拖拽阻力、箱體振動性等來進行。但是無論哪種方式，都要求技術人員具有較高的技術水平和一絲不茍的工作態度，因此技術人員要不斷提高自身的綜合素質，為汽車的舒適、安全駕駛而努力。

參考文獻

[1]劉文選，張堅.汽車變速器齒輪噪聲產生機理及影響因素.農機化研究，2009.

[2]宋克輝，白會濤.降低輕型汽車機械變速器噪聲的設計措施[J].科技創新導報.2011（28）

[3]吳修義.降低輕型汽車機械變速器噪聲的設計措施[J].輕型汽車技術，2012（01）：22-26.

（作者單位：株洲齒輪有限責任公司）