CN111611740A - 一种自动变速箱齿轮修形降噪的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动变速箱齿轮修形降噪的方法,包括检测到自动变速箱存在啸叫，判断变速箱噪音啸叫的齿轮组数并确定齿轮的噪音作用面；齿轮组建三维模型，模型导入有限元软件中计算齿轮的变形量δ；齿轮组齿形修形以制定齿轮修形参数；然后试制修形参数齿轮；修形参数齿轮进行接触斑点试验，当接触位置靠近齿面中间且接触区域至少占齿面面积的80%以上，完成齿轮修形降噪，将变速箱系统有限元分析引入到修形参数的计算中，提高了修形参数的准确性，降低了后续接触斑点试验次数。
Description
技术领域
本发明属于自动变速箱控制技术领域，具体地说，涉及一种自动变速箱齿轮修形降噪的方法。
背景技术
当变速箱出现啸叫时，通常是通过多轮接触斑点试验进行检测，因只进行接触斑点试验，无法量化具体参数，修形时无参考依据，修形参数需要进行多轮接触斑点试验进行调整，耗时耗力。
目前，也出现了进行理论分析的试验检测方法，但修形参数仍不准确，需要进行接触接触斑点试验的次数较多，耗时耗力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自动变速箱齿轮修形降噪的方法，克服了现有技术存在的缺陷，采用本发明的方法后，将变速箱系统有限元分析引入到修形参数的计算中，提高了修形参数的准确性，降低了后续接触斑点试验次数。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种自动变速箱齿轮修形降噪的方法,其特征在于，包括以下步骤：
检测到自动变速箱存在啸叫，判断变速箱噪音啸叫的齿轮组数并确定齿轮的噪音作用面；
齿轮组建三维模型，模型导入有限元软件中计算齿轮的变形量δ；
齿轮组齿形修形以制定齿轮修形参数；然后试制修形参数齿轮；
修形参数齿轮进行接触斑点试验，当接触位置靠近齿面中间且接触区域至少占齿面面积的80%以上，完成齿轮修形降噪。
一种优化方案，自动变速箱噪音测试包括：检测出现啸叫时自动变速箱挡位、时速及油门开度，从扭矩传感器处读取变速箱输入轴的扭矩值及转速，从扭矩传感器处读取变速箱输入轴的扭矩和转速，然后确定啸叫齿轮组及齿轮转速和受力。
一种优化方案，确定啸叫齿轮组及齿轮转速和受力：根据变速箱噪音的阶次分析方法，判断变速箱噪音啸叫的齿轮组数；
依据该挡位变速箱内部齿轮传动比，计算齿轮所受扭矩和转速，并且确定齿轮的噪音作用面（以齿槽分）；然后进行齿轮组建三维模型。
一种优化方案，齿轮组建三维模型：依据齿轮的基本数据，建立齿轮的三维模型，将模型文件保存成.stp格式，将齿轮的.stp格式导入到PROE中，在PROE软件中建立齿轮毂的三维模型，并将建好的齿轮及毂的完整模型装入到变速箱三维模型中，然后进行模型导入有限元软件。
一种优化方案，模型导入有限元软件：将建好的完整齿轮及变速箱模型保存成.prt格式，然后导入有限元前处理软件中，在有限元前处理软件中施加转速、扭矩以及约束，然后进行有限元分析确定变形量δ。
一种优化方案，有限元分析确定变形量δ：将施加完转速、扭矩以及约束的有限元模型保存成.inp格式，并将此文件导入到有限元分析软件中计算齿轮的变形量δ，然后进行齿轮组齿形修形。
一种优化方案，齿轮组齿形修形：输入变形量δ，制定齿轮修形参数：Cb=0.5*δ+Fm/C*B；fko=δ+△f；Lha=(1～1.2)×(L-P)/2；
Cb-齿向鼓形量、fko-齿顶修形量、Lha-齿顶修缘长度；Fm-圆周力，C-啮合刚度，B-齿宽，δ-步骤105计算的变形量，△f-加工基节误差，L-啮合线长度，P-基圆节距；然后试制零部件。
一种优化方案，试制零部件：根据齿轮修形参数（Cb、fko、Lha）对修形参数齿轮进行试制，齿轮试制采用热处理后磨齿工艺进行加工，保证齿轮精度，然后修形参数齿轮进行接触斑点试验。
一种优化方案，修形参数齿轮进行接触斑点试验：确定齿轮啮合接触位置和接触区域大小，当接触位置靠近齿面中间且接触区域至少占齿面面积的80%以上时，进行变速箱噪音测试，否则进行参数修正，即齿轮组齿形修形。
一种优化方案，变速箱噪音测试：当符合要求时完成齿轮修形降噪，否则进行参数修正，即齿轮组齿形修形。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：将变速箱系统有限元分析引入到修形参数的计算中，提高了修形参数的准确性，降低了后续接触斑点试验次数。
附图说明
附图1是本发明实施例中自动变速箱齿轮修形降噪的方法流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员应理解，以下不构成对本发明保护范围的限制。
实施例，如图1所示，一种自动变速箱齿轮修形降噪的方法，包括以下步骤：
开始后进入步骤101，进行自动变速箱噪音测试：检测出现啸叫时的自动变速箱挡位、时速及油门开度，从扭矩传感器处读取变速箱输入轴扭矩值及转速，结合具体实例，自动变速箱在2挡，时速60Km/h，油门开度30%时存在啸叫（啸叫为变速箱中齿轮啮合产生的噪音），从扭矩传感器处读取的变速箱输入轴扭矩为160Nm，转速为1800RPM，然后进入步骤102。
步骤102，确定啸叫齿轮组及齿轮转速和受力：根据变速箱噪音的阶次分析方法，判断变速箱噪音啸叫的齿轮组数为齿轮组12；并依据该挡位变速箱内部齿轮传动比，计算齿轮1所受扭矩和转速，确定齿轮的噪音作用面（以齿槽分）；依据2挡变速箱内部齿轮传动比，计算齿轮1所受扭矩为100Nm，转速为3000r/min，并且确定齿轮的左齿面为噪音作用面（以齿槽分）；然后进入步骤103。
步骤103，齿轮组建三维模型：依据表一的齿轮基本数据，使用软件KISSSOFT建立齿轮的三维模型，将模型文件保存成.stp格式，将齿轮的.stp格式导入到PROE中，在PROE软件中，建立齿轮毂的三维模型，并将建好的齿轮及毂的完整模型装入到变速箱三维模型中：然后进入步骤104。
表一：
| 模数 | 1.2 |
| 齿数 | 102 |
| 压力角 | 17.5 |
| 变位系数 | 0.1753 |
| 螺旋角 | 14 |
| 齿顶高系数 | 1.217 |
| 齿根高系数 | 1.56 |
| 齿根圆角半径 | 0.4 |
步骤104，模型导入有限元软件：将建好的完整齿轮及变速箱模型保存成.prt格式，然后导入有限元前处理软件（HYPERMESH）中，在有限元前处理软件中施加转速、扭矩以及约束，然后进入步骤105。
步骤105，有限元分析确定变形量δ：将施加完转速、扭矩以及约束的有限元模型保存成.inp格式，并将此文件导入到有限元分析软件（ABQUSE、ANSYS等）中进行计算，计算齿轮的变形量δ，然后进入步骤106。
步骤106，齿轮组齿形修形：输入步骤105计算的变形量，制定齿轮修形参数：Cb=0.5*δ+Fm/C*B；fko=δ+△f；Lha=(1～1.2)×(L-P)/2；
Cb-齿向鼓形量、fko-齿顶修形量、Lha-齿顶修缘长度；Fm-圆周力，C-啮合刚度，B-齿宽，δ-步骤105计算的变形量，△f-加工基节误差，L-啮合线长度，P-基圆节距；然后进入步骤107。
步骤107，试制零部件：根据齿轮修形参数（Cb、fko、Lha）对修形参数齿轮进行试制，齿轮试制采用热处理后磨齿工艺进行加工，保证齿轮精度，然后进入步骤108。
步骤108，修形参数齿轮进行接触斑点试验，此试验确定齿轮啮合接触位置和接触区域大小，接触位置尽量靠近齿面的中间位置，并且接触区域至少占齿面面积的80%以上，然后进入步骤109。
步骤109，判断是否符合要求：接触位置是否靠近齿面中间，接触区域占总齿面的80%，是则进入步骤110，否则进行参数修正，然后进入步骤106。
步骤110，变速箱噪音测试，然后进入步骤111。
步骤111，判断是否符合要求，是则进入步骤112结束，否则进行参数修正，然后进入步骤106。
以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自动变速箱齿轮修形降噪的方法,其特征在于，包括以下步骤：
检测到自动变速箱存在啸叫，判断变速箱噪音啸叫的齿轮组数并确定齿轮的噪音作用面；
齿轮组建三维模型，模型导入有限元软件中计算齿轮的变形量δ；
齿轮组齿形修形以制定齿轮修形参数；然后试制修形参数齿轮；
修形参数齿轮进行接触斑点试验，当接触位置靠近齿面中间且接触区域至少占齿面面积的80%以上，完成齿轮修形降噪。
2.如权利要求1所述的自动变速箱齿轮修形降噪的方法,其特征在于，自动变速箱噪音测试包括：
检测出现啸叫时自动变速箱挡位、时速及油门开度，从扭矩传感器处读取变速箱输入轴的扭矩值及转速，从扭矩传感器处读取变速箱输入轴的扭矩和转速，然后确定啸叫齿轮组及齿轮转速和受力。
3.如权利要求1所述的自动变速箱齿轮修形降噪的方法,其特征在于，确定啸叫齿轮组及齿轮转速和受力：
根据变速箱噪音的阶次分析方法，判断变速箱噪音啸叫的齿轮组数；
依据该挡位变速箱内部齿轮传动比，计算齿轮所受扭矩和转速，并且确定齿轮的噪音作用面（以齿槽分）；然后进行齿轮组建三维模型。
4.如权利要求1所述的自动变速箱齿轮修形降噪的方法,其特征在于，齿轮组建三维模型：
依据齿轮的基本数据，建立齿轮的三维模型，将模型文件保存成.stp格式，将齿轮的.stp格式导入到PROE中，在PROE软件中建立齿轮毂的三维模型，并将建好的齿轮及毂的完整模型装入到变速箱三维模型中，然后进行模型导入有限元软件。
5.如权利要求1所述的自动变速箱齿轮修形降噪的方法,其特征在于，模型导入有限元软件：
将建好的完整齿轮及变速箱模型保存成.prt格式，然后导入有限元前处理软件中，在有限元前处理软件中施加转速、扭矩以及约束，然后进行有限元分析确定变形量δ。
6.如权利要求1所述的自动变速箱齿轮修形降噪的方法,其特征在于，有限元分析确定变形量δ：
将施加完转速、扭矩以及约束的有限元模型保存成.inp格式，并将此文件导入到有限元分析软件中计算齿轮的变形量δ，然后进行齿轮组齿形修形。
7.如权利要求1所述的自动变速箱齿轮修形降噪的方法,其特征在于，齿轮组齿形修形：
输入变形量δ，制定齿轮修形参数：Cb=0.5*δ+Fm/C*B；fko=δ+△f；Lha=(1～1.2)×(L-P)/2；
Cb-齿向鼓形量、fko-齿顶修形量、Lha-齿顶修缘长度；Fm-圆周力，C-啮合刚度，B-齿宽，δ-步骤105计算的变形量，△f-加工基节误差，L-啮合线长度，P-基圆节距；然后试制零部件。
8.如权利要求1所述的自动变速箱齿轮修形降噪的方法,其特征在于，试制零部件：
根据齿轮修形参数（Cb、fko、Lha）对修形参数齿轮进行试制，齿轮试制采用热处理后磨齿工艺进行加工，保证齿轮精度，然后修形参数齿轮进行接触斑点试验。
9.如权利要求1所述的自动变速箱齿轮修形降噪的方法,其特征在于，修形参数齿轮进行接触斑点试验：
确定齿轮啮合接触位置和接触区域大小，当接触位置靠近齿面中间且接触区域至少占齿面面积的80%以上时，进行变速箱噪音测试，否则进行参数修正，即齿轮组齿形修形。
10.如权利要求1所述的自动变速箱齿轮修形降噪的方法,其特征在于，变速箱噪音测试：
当符合要求时完成齿轮修形降噪，否则进行参数修正，即齿轮组齿形修形。
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|---|---|---|---|---|
| CN106326564A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-01-11 | 辽宁科技学院 | 一种用于变速箱斜齿轮啮合降噪的修形方法 |
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