减速器NVH案例一

 一.问题描述

    整车NVH主观评价试验时，发现在30 km/h～50 km/h(输入转速2 300 r/min～3 200 r/min、30%×电机输入最大扭矩)和90 km/h～110 km/h(输入转速6 350 r/min～7 500 r/min、70%x×输入最大扭矩)两个加速段，车内能明显感受到啸叫噪声，通过客观测试识别到22阶次噪声明显，超出客观评价最大值5 dB，22阶次为减速器一级齿轮阶次，减速器一级阶次噪声不达标。

二.可能原因

    影响减速器啸叫噪声的因素主要包括振动激励源、传动路径和系统响应三个面。

2.1一级齿轮存在齿顶修缘量超差和单个齿距跳齿问题，可能对啸叫噪声有所贡献。

通过工艺改善，消除了超差问题，挑选合格齿轮进行换装测试，啸叫噪声并未明显改善，这说明啸叫噪声并不是此项制造超差带来的。

2.2齿轮啮合产生的振动激励通过轮辐、轴和轴承传递至壳体，一级从动齿轮轮辐轴向变形较大，支撑刚度不足，需做结构优化设计，强化支撑刚度。

2.3存在频率临近的多个模态频率，产生了模态频率共振问题，对应峰值转速2 513 r/min和6 853 r/min，模态共振问题需优化。

                22阶频谱和阶次图

三.改善对策

      关于一级从动齿轮轮辐支撑刚度不足问题，通过优化轮辐结构，加宽轮辐辐板厚度，辐板厚度由原10 mm增至15 mm，在辐板上增加减重孔以控制零件重量的增加，同时将轮缘厚度增加，以提高轮齿支撑刚度。

      关于模态共振问题，可通过更改激振频率或者共振零部件的模态频率来改善，但由于更改零部件的响应模态频率需要壳体和轴齿件结构做较大的更改，更改方案可行性差，因此本文通过更改激振频率即一级齿轮的齿数来优化激振频率，避开优化目标转速区间内的共振模态频率，在保证速比不变的前提下，优化齿数，如下表

除了以上措施，降低齿轮啮合振动激励源是改善齿轮啸叫噪声最直接和最有效的措施，基于以上两种齿数优化方案，以降低传递误差、啮合刚度和动态啮合力为优化目标，对齿轮的宏观参数和微观修形参数进行优化设计。

齿轮宏观参数设计时，恰当的重合度设计能够在保证可靠性的前提下，增强轮齿啮合刚度，降低齿轮啮合错位量和传递误差。

齿轮微观修形参数设计时，要保证齿面接触应力在齿宽和齿高方向上保持正中间，且接触面积要大于全齿面积的70%；同时，要保证重点关注扭矩工况下的传递误差峰峰值尽可能的小，并降低齿轮啮合刚度波动量和齿轮动态啮合力峰值。