摘要：变速箱是汽车动力系统的重要组成部分，自动变速箱与传统的手动变速箱相比，具有操控便捷、行驶平稳等优势，而且随着近些年自动变速箱新技术的不断发展，自动变速箱的油耗也在不断降低。随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高，搭载自动变速箱的车型正越来受到消费者的青睐。
关键词：汽车变速箱；啸叫；措施
引言
近年来，伴随着社会对车辆使用经济性要求的重视，汽车消费者对车辆乘坐舒适性的要求也在提高汽车生产商开始越来越多的开发柴油发动机汽车，以满足消费者对经济性的要求；但是柴油发动机往往振动和噪声较大，极大的影响了消费者对整车特性的评价。在有些情况下也反映了变速箱的重大设计缺陷，车辆的使用寿命会受较大影响。
1变速箱的功能和工作原理
1.1功能
①增扭减速，将离合器传来的发动机有效功率的扭矩增大，降低转速，再传给后桥。
②变扭变速，在发动机扭矩和转速都不改变的情况下，靠变速箱换挡改变传动比，来改变拖拉机的行驶速度和牵引力(扭矩)，以满足各种作业的需要。
③空挡停车，是指在发动机不熄火的情况下，使拖拉机较长时间停车，或进行固定作业。
④倒退行驶，在发动机旋转方向不变的情况下，可挂倒挡实现拖拉机的倒退，为挂接农具，进出车库创造条件。
1.2工作原理
1.2.1减速增扭
主动齿轮(装在第Ⅰ轴上)的齿数为8齿，从动齿轮(第Ⅱ轴)的齿数为16齿，显然主动齿轮转一圈，从动齿轮只转1/2圈，因而减慢了转速;由于两齿轮牙齿接触面的作用力是相等的，同时扭矩等于作用力乘半径。因而主动齿轮的半径小，扭矩也小;从动齿轮半径大，扭矩也大。这样小齿轮带动大齿轮，便在减速的同时，增大了扭矩。
1.2.2传动比
在齿轮传动中，主动齿轮转速与从动齿轮转速之比，叫做齿轮的传动比。传动比也等于从动齿轮齿数与主动齿轮齿数之比。当传动比大于1时，为减速传动，且传动比越大，从动齿轮的转速就越慢;反之，传动比小于1时，为增速传动，且传动比越小，从动轮的转速就越快。
1.2.3变速变扭与空挡
变速箱中有多对齿轮传动，当某一对齿轮啮合，而其余各对齿轮脱开啮合时，就只有一个传动比可以获得某一种转速和扭矩。如果变换挡位，换一对齿轮啮合时，传动比就改变了，又可以获得另一种转速和扭矩。变速箱就是通过变换挡位，改变齿轮的传动比，来实现变扭变速的。如将各对齿轮全部脱开啮合，就可切断动力而实现空挡。
1.2.4改变行驶方向
当一对齿轮啮合时，主、从动齿轮的转动方向相反，如果在主、从动齿轮之间加上一个中间齿轮，使第Ⅰ轴的主动齿轮与中间轴齿轮相啮合，而中间轴齿轮又和第Ⅱ轴的从动齿轮相啮合，这样，从动齿轮的转动方向就和主动齿轮的转动方向相同，而且传动比大小不变。这就改变了从动齿轮的旋转方向，因此，用这个方法可以获得倒退挡，使拖拉机能够向后倒退行驶。
2变速箱啸声及产生原因
最常见的传动系统NVH问题有齿轮啸叫噪声、齿轮敲击噪声、轰鸣声等。不一样的噪声现象有不一样的频率特征、不一样的激励机理和不一样的解决方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中齿轮啸叫噪声是较为常见的情况。啸叫噪声为单一阶次的高频噪声，其频率规模通常在700Hz～4kHz，通常在车辆的低负荷区产生，该高频噪声会给乘客带来不舒服的感受，大大降低车辆品质。齿轮啸叫噪声疑问的主要根源是传动系的齿轮啮合本身，齿面接触的改变激励起变速箱的周期性振动。
变速器异响主要包括啸叫和齿轮敲击。变速箱齿轮啸叫噪声产生的根源为齿轮啮合传递误差，啸叫的产生为多自由度系统的受迫振动过程，主要成因为轮齿有限刚度导致的啮入、啮出干涉/不平稳；壳体、轴承、轴等的变形引起啮合偏载，导致齿轮端啮合干涉、齿轮有效重合度降低、有效重合度变动过大，传递误差加大；齿轮重合度突变导致了齿轮啮合刚度的时变特性（总接触线长度时变），导致振动和动态激振力。齿轮敲击噪声根源为轮齿主动和从动齿面交替碰撞，齿轮敲击过程为多自由度系统受阶跃激励后的响应过程。敲击噪声：低档、低转速以及怠速工况下多发。
3解决措施
3.1壳体结构
从壳体的形状、壁厚、窗口的方位和总体布局等方向着手，改动固有频率，避开齿轮啮合传动导致的振荡频率，均可压制壳体的共振，然后优化噪声。本文初步介绍壳体外部结构的优化对变速箱啸叫的影响。以纵置后驱手动变速箱为例，该变速箱壳体结构为常见的三段式结构，由离合器壳体，轴承箱和后壳体三有些构成，在实际工作中，壳体的优化首要以运用CAE软件对壳体进行模态剖析，作为辅导方向，进而对壳体结构进行优化。在我们设计的全部结构中，都存在固有频率和模态振型。本质上，这些特征依赖于断定结构固有频率和模态振型的结构质量和刚度散布。作为一名设计工程师，需求了解这些频率，而且知道当传动体系有外力传递到壳体上时，它们将如何影响壳体的响应。假如这些频率相当挨近壳体的固有频率，那么将导致共振，然后发作啸叫。所以，当壳体受到刺激时，明确壳体模态振型和壳体将如何振荡有助于对设计结构进行优化。
3.2齿轮微观修形
齿轮修形可分为修缘和修鼓。齿轮存在制作上的基节差错。当啮合存在正基节差错时，自动轮上即将啮合齿的根部会提早进入啮合，与从动轮上对应的轮齿顶部产生碰击。当啮合存在负基节差错时，啮合齿会在齿的中部相互碰击。为了消除这种干涉，我们通常将啮合齿面上产生干涉的齿顶（或齿根）进行恰当去掉，这即是齿轮修缘。因为齿轮工作体系的变形和其制作、安装上的差错，齿轮啮合时载荷沿齿面触摸线的散布是不均匀的。假如齿轮轴不平行或别的因素形成轴两头的曲折变形不等时，则会产生齿端部分触摸情况。即便两齿触摸是在全齿宽上，轮齿也会因弹性变形形成齿面上遍地的变形量不等而出现载荷会集的情况。为防止上述部分触摸和应力会集情况，减轻啮合冲击，在齿的两端也应恰当去掉，这即是齿向修形，也叫修鼓。经修鼓的齿轮啮合触摸会先产生在接近齿宽中心的有些，然后再过渡到全齿宽上。这样有利于使齿面上的载荷呈均布状况，并能提高齿轮的疲惫寿命，下降其磨损和噪音。在实际中工作中，先用MASTA软件模拟计算，对齿顶进行修缘，即从渐开线停止点（EAP）开端到齿顶倒角以下的区域内进行线性修缘。
3.3齿轮宏观参数设计
对于现在手动变速箱常用的斜齿轮而言，重合系数为端面重合系数和法向重合系数之和，称为总重合系数。通常在中心距缺点的情况下，齿数、模数、齿顶高系数等微观参数对端面重合系数的影响较大，故设计参数时，在确保齿轮承载才能的基础上，尽可能的选用多齿数小模数的方式来提高端面重合系数。同时，在确保分度圆齿厚的基础上能够恰当提高齿顶高系数来添加端面重合系数。而法向重合系数在模数及螺旋角断定的情况下，随着齿宽的增加而增加，设计者需综合思考结构和制作精度，恰当增加齿宽来提高法向重合系数。
结语
变速箱啸叫主要由变速箱齿轮安装、加工误差等原因造成，啸叫噪音的特征为窄带谱，频率随转速变化而变化（阶次噪声）；一般出现在低转速区间，高转速时发动机噪声过大会将啸叫声掩盖。
参考文献
[1]齐晓杰.汽车液压与气压传动.机械工业出版社,2005.
[2]李壮云.液压气动与液力工程手册.电子工业出版社,2008.
[3]刘品,张也晗.机械精度设计与检测基础.哈尔滨工业大学出版社,2003.
论文作者:李亮,袁中山
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/6
标签：齿轮论文; 壳体论文; 传动比论文; 变速箱论文; 噪声论文; 转速论文; 系数论文; 《基层建设》2017年第25期论文;