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電驅(qū)減速箱 ＮＶＨ 分析及優(yōu)化案例
電驅(qū)減速箱ＮＶＨ分析及優(yōu)化案例
一、問題描述
某新能源整車ＮＶＨ評價過程中，客戶抱怨電驅(qū)總成減速箱在加速工況１０００—２０００ｒ/ｍｉｎ和５０００—８０００ｒ/ｍｉｎ１級齒輪主階次存在嘯叫，滑行工況１０００—４５００ｒ/ｍｉｎ和５５０0—７０００ｒ/ｍｉｎ１級齒輪主階次嘯叫。
二、激勵源優(yōu)化
1、提升重合度：優(yōu)化齒輪參數(shù)、降低模數(shù)、增加齒數(shù)，采用“細(xì)高齒”設(shè)計，將端面重合度由1.801提升到1.821。同時，增大螺旋角，軸向重合度由3.12提升到4.187，嚙合的總重合度由原來的4.9提升到６，增加了嚙合的平穩(wěn)性，減小齒輪嚙入嚙出時產(chǎn)生的沖擊。
優(yōu)化重合度
2、減小錯位量：先通過調(diào)整１級從動齒輪宏觀結(jié)構(gòu)，將其輪輻位置向左移動０.8,改善從動齒輪受載變形情況,優(yōu)化錯位量。在保證滑行工況錯位量基本無變化的情況下驅(qū)動工況錯位量由２３μｍ降低到１３μｍ。
優(yōu)化從動輪結(jié)構(gòu)
錯位量優(yōu)化結(jié)果
3、齒輪修形：齒輪的修形主要分為齒形和齒向修形，主要參數(shù)分別為齒形角度誤差ｆｈα、齒形鼓形量Ｃα、齒向角度誤差ｆｈβ、齒向鼓形量ｃβ，采用ＤＯＥ的設(shè)計方法，針對ｆｈα、Ｃα、ｆｈβ、ｃβ在驅(qū)動工況分別采用５、２、３、４個水平進(jìn)行１２０個組合計算，滑行工況分別采用５、３、３、３個水平進(jìn)行１３５個組合計算。分別從１２０組和１３５組計算結(jié)果中選擇最優(yōu)的一組修形數(shù)據(jù)，綜合錯位量優(yōu)化和微觀修形優(yōu)化后，傳遞誤差峰峰值ＰＰＴＥ優(yōu)化效果明顯。
齒輪微觀修形ＤＯＥ水平
綜合錯位量優(yōu)化和微觀修形優(yōu)化后，傳遞誤差峰峰值ＰＰＴＥ優(yōu)化效果明顯。正驅(qū)工況在８０Ｎｍ以下與原方案相當(dāng)，但在８０~３６０Ｎｍ ＰＰＴＥ(傳遞誤差峰值)有顯著降低，優(yōu)化最大處從０.395um降低到０.225um，滑行工況ＰＰＴＥ在－６０Ｎ以下與原方案相當(dāng)，從－６０Ｎ到－２６０Ｎ下降明顯，優(yōu)化最大處從０.387um降低至０.223um。
傳遞誤差優(yōu)化結(jié)果
4.減小制造誤差:為了降低齒面加工紋路對ＮＶＨ的影響（由于采用同一種精加工方式，零件的表面紋路趨勢更趨于相同，如果有幅值比較高或者相位與基圓螺旋角相近的波紋，即使零件齒輪精度檢測合格且沒有損壞，也有可能存在ＮＶＨ問題），配對齒輪分別采用珩齒工藝和磨齒工藝，樣件加工完成后，對零件進(jìn)行常規(guī)齒輪精度檢測及波紋度拓?fù)錂z測，確保零件加工制造后成品零件齒輪精度符合圖紙要求，并關(guān)注波紋度結(jié)果，１級主階次低于０且在排名前１０的波紋中未出現(xiàn)鬼階，零件的圖紙符合性確認(rèn)ＯＫ。
齒輪波紋度檢測結(jié)果
三、測試驗證
優(yōu)化前驅(qū)動工況和滑行工況１級齒輪主階次２３階存在部分亮帶，加速工況１０００~２０００ｒ/ｍｉｎ和５０００~８０００ｒ/ｍｉｎ存在嘯叫，滑行工況１０００~４５００ｒ/ｍｉｎ和５５００~７０００ｒ/ｍｉｎ存在嘯叫，引起客戶抱怨。優(yōu)化后１級齒輪主階次２５階得到明顯優(yōu)化，驅(qū)動及滑行工況亮帶消失，且從聲壓級可以看到降幅明顯，聲壓級最大優(yōu)化１５dB，優(yōu)化效果顯著。
驅(qū)動工況優(yōu)化結(jié)果
滑行工況優(yōu)化結(jié)果
參考文獻(xiàn)，倪振，《基于激勵源的電驅(qū)減速箱 ＮＶＨ 分析及優(yōu)化》
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