张晶

【摘要】随着社会主义市场经济的快速发展，我国城市化进程不断加快，与此同时，我国交通运输行业也迎来发展的高峰期。尤其是最近一段时间，国内汽车有如雨后春笋般涌现出来，但同时也带来许多问题，比如，噪音污染、空气污染等，不光会影响人们的正常工作与生活，严重的话，还会危及人们的生命健康。其中，汽车噪声对人们带来的影响最大，这就要求对其引起重视。据调查研究显示，汽车之所以会出现噪音，主要来源就是汽车变速器。以下对降低轻型汽车机械变速器噪声的设计措施展开探讨和分析，并对其进行了阐述。

【关键词】轻型汽车；机械变速器；噪声；设计措施；阐述

【中图分类号】U463.212 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）12-0282-02

伴随科学技术的飞速发展，国内交通事业取得显著发展成效，交通工具越来越多。其中，最受青睐的就属汽车，其在交通工具中所占比重也越来越大，随之而来的噪声污染也日益严峻，并一度成为居民广泛关注的对象。这是因为汽车噪声污染已严重影响到人们的日常生活。而出现噪音污染的根源就是变速器，所以，就应从降低变速器噪音方面着手，重点是齿轮啮合噪声。

一、汽车机械变速器产生噪音的原理

变速器主要是由箱体、轴承以及传动轴等构成的，可实际上，部分零件在制造过程或多或少都会存在一些误差，而且，还会受到外界因素的干扰。以至于变速器在工作时，其他零件就会产生振动，噪音也就随即而来。针对上述现象，可将噪音分为以下形式：第一，箱体内的齿轮发出噪音；第二，箱体与其零部件出现振动而产生的噪音。

1.齿轮系统出现噪音的原因

当齿轮组进行传动时，由于齿轮在制造过程中出现误差，致使啮合冲击过大，进而产生振动，而该振动又会通过轴承，将噪音传到箱体。由此可见，噪音传递的方法主要有两种，分别是：齿轮表面出现的噪音、齿轮系统各部分之间产生的噪音。这表明，齿轮系统是汽车机械变速器产生噪音的源头。

2.箱体振动产生噪音的原理

汽车变速器之所以会出现振动，主要是由旋转转动、轴承等影响的。一旦上述振动传到箱体，变速器就会随机振动。而且，当轴和箱体出现共振时，就会出现较大噪音。

二、对降低轻型汽车机械变速器噪声的设计措施进行分析

1.对齿轮的结构设计进行优化

（1）合理控制齿轮副的侧隙

由于侧隙大小会直接影响到齿轮副产生的噪音，尤其是汽车载荷量较低时，齿轮副啮就有可能会出现冲击，进而产生敲击声；可当汽车荷载量较大时，齿轮啮合的冲击力就会增强，此时，就会出现巨大声音。当然，也不是侧隙小就可以，这是因为齿轮组在制造时会出现误差，一旦齿轮在运行过程中出现热变形，就会产生更大的噪声，甚至还会影响汽车的整个运行。

（2）齒轮的齿形与齿向必须科学设计

当生产汽车变速器时，齿轮图纸都会明确齿轮的方向，也就是说，当齿轮的运行方式出现变化时，修形齿轮的方法也会相应发生改变，所以，就应事先明确好修形齿轮的基本要求。当然，最为直接的方式就是实验。借助实验，就可得出齿轮的齿形与齿向。一般情况，修形齿轮的方法有以下几种：（1）齿顶齿缘，也就是齿轮的齿顶，而需要修缘的齿形为直线；（2）修正渐开线齿。其和之前设计的渐开线相比，齿顶与齿根的渐开线比较短，且齿高方向大多为凸形，当然，具体情况还需要具体进行分析。（3）修正齿向。通常情况，沿着轮齿齿长方向的为鼓形齿，但大多数的轻型汽车其变速器齿轮凸量为0.005-0.13mm。

（3）齿轮的设计参数

当齿轮的重叠系数增加时，就能降低该齿轮产生的噪音。但要是齿轮副的重叠系数超过1，那啮合区的受力情况就会发生变化，且还比受力大小大，将近有2倍左右。而当轮齿啮合时，轮齿承受的交变载荷也会随机发生变化，而且，还会定期产生振动出现噪音。一旦重叠系数增大时，轮齿对数也会立即增加，反之，齿轮对数就会相应减少。

2.对箱体的降噪设计进行优化

变速器的箱体其本身并不会产生噪音，但变速器产生的噪音大部分却是箱体传来的。也就是说，箱体结构会直接影响到噪声值的大小。假如在开发变速器时，首先是对箱体的设计进行优化，那将会取得较好的降噪效果。具体有以下几种表现形式：第一，箱体的厚度必须设计好。这就要求制造箱体的材料必须合适。就比如部分摩托车，其在设计低噪声变速器时，就是通过增加厚度的方法来提高振动频谱，并适当加大抗弯截面的相关系数，以达到提高结构刚度的目的，进而实现降噪。只不过，该种方法运用的比较少。这是因为箱体的厚度一旦增加，就意味着生产厂家需要投入更多的成本，故许多生产汽车变速器的厂家不会选取该种方法。现如今，运用范围最为广泛的就属铝合金。而其不足就在于吸振阻压的性能较差。所以，就需要改变铝合金的性能，比如，可以尝试在铝合金中适当加入添加剂，以达到降噪的目的。第二，对箱体的点质量进行优化。通过对箱体的点质量进行优化，以此来改变筋的位置，进而起到降噪的效果。通常情况，可通过加长箱体侧面的方法来达到降噪的目的。第三，适当改变箱体的几何形状。将几何模型当成设计变量，并对箱体结构的形状进行优化，以此来改变箱体的布局，争取让局部凸出，以起到降噪的效果。通常情况，该种方法也不会被采用。第四，设计域点声压的优化。一般情况，运用最普遍的修改方法就是结构拓扑。而且，目标函数只分为两种情况：其一，减少域点某一频率段的声压，并以此达到降噪的目的；其二，减少设计域点某一频段结构辐射声能量的平均值。

3.增加轴的刚性

如果想要达到降噪的目的，就需要严格依照以下步骤来实施。起初，必须选取刚度适中的轴承，如此一来，不光能减少轴与轴承之间产生的振动，而且，还能降噪。这表明，轴与轴承之间产生的振动也是汽车出现噪声的根源之一。所以，在设计轴时，不允许干扰齿轮的正常运行，而应在此基础上增强轴的刚度。通常情况都会用滚柱锥轴承，由于其刚度比较大，而且，锥轴承发生的噪音也比较小。由此可见，滚柱锥轴承产生的振动比齿轮啮合激振的敏感度要低的多。除此之外，轴承的精度也能对汽车变速器带来影响。因而，许多汽车生产厂家都会选用普通的轴承来降噪。但实际上，高级轴承的降噪效果更好。

三、结语

综上所述，最近几年来，随着市场经济的快速发展，我国汽车行业呈现逐步增长趋势，与此同时，人们也开始对汽车的性能提出更严格的要求。其中，汽车噪声大小也发展成为评价汽车性能高低的重要指标。而降低汽车噪声的主要措施就是降低汽车机械变速器噪声，如上文所述，虽然已取得初步进展，但还需深入开展研究。

参考文献

[1]闫常禄.降低轻型汽车机械变速器噪声的设计措施[J].科技展望，2015，25（10）：49+51.

[2]宋克辉，白会涛.降低轻型汽车机械变速器噪声的设计措施[J].科技创新导报，2011（28）：5.

[3]吴修义.降低轻型汽车机械变速器噪声的设计措施[J].轻型汽车技术，2012（01）：22-26.endprint