变速箱S形齿廓传动齿轮对整车NVH性能的影响

为降低变速箱的振动噪声,提高整车噪声、振动与声振粗糙度(noise vibration harshness,NVH)性能,通过变速箱下线台架(end of line,EOL)振动测试和整车NVH测试,对比分析正常齿廓齿轮、带S形齿廓的齿轮对整车NVH性能的影响。EOL测试结果表明:装配S形齿廓齿轮的变速箱的振动加速度级明显高于正常齿廓齿轮变速箱,尤其在48阶次处增幅最大。整车NVH测试结果表明,S形齿廓齿轮在发动机舱及车内的声压级分别增大12、7 dB。实际加工制造验证结果表明,正确设定齿轮加工珩磨轮寿命可以有效消除齿廓的S形波动,改善变速箱及整车的NVH性能。

基于数值包络法的谐波齿轮传动共轭齿廓设计方法

针对谐波齿轮传动中S形齿廓存在的啮合区域优化问题,提出一种有效边缘点共轭齿廓的设计方法,避免了S形齿廓方程复杂导致的无法求解问题。以S形齿廓的凸齿廓为啮合副基础齿廓,分别以传统间隙调整法与有效边缘共轭点法设计了柔轮、刚轮的齿廓,并在平面数值分析、有限元模型中对比分析了两种设计方法所得齿廓的啮合特性与接触应力。研究结果表明,有效边缘共轭点齿廓设计方法可以同时实现二次啮合和两点啮合,增大了啮合角度以及啮合弧长;整圈啮合齿对数增加了15.78%,有55%的柔轮齿参与啮合,提升了谐波齿轮传动负载性能;有效增大了接触区域,齿廓间的最大接触应力降低了24.36%,可有效降低柔轮和刚轮齿面间的磨损。

基于不同啮合原理的谐波传动齿廓研究

为了研究双圆弧齿廓和S形齿廓在空载状态下的啮合性能差异,对采用包络啮合理论设计的双圆弧齿廓进行共轭齿廓拟合分析,并根据齿条近似原理给出S形齿廓的完整表达式,对基于不同啮合原理设计的谐波传动齿廓的运动轨迹、啮合侧隙进行对比分析.结果表明:双圆弧齿廓和S形齿廓都存在啮合侧隙,但是由于S形齿廓在凸齿廓共轭区啮合侧隙更小,侧隙分布更均匀,因此其啮合性能比双圆弧齿廓更好.此外,双圆弧齿廓的齿顶高系数对其啮合侧隙和啮合范围均有很大影响,而S形齿廓的齿顶高系数对其啮合侧隙没有影响.