张 剑

(上海汽车集团股份有限公司商用车技术中心， 上海 200438)

0 前言

齿轮系统噪声声源主要有：齿轮系统本身轮齿啮合的动态激励、原动机(发动机、电动机等)的振动以及工作机构的振动和负载变化等[1]。齿轮啮合产生的齿轮力阶次脉动，通过齿轮轴及轴承传递到齿轮箱壳体，引起壳体振动，对外辐射出噪声，严重影响整车品质及用户体验。因此有必要分析齿轮箱噪声产生机理及影响因素，在设计初期，通过减振降噪设计尽量避免可能产生的NVH问题。在设计后期，通过工程手段有效控制齿轮箱振动，降低噪声水平，提升整车舒适性。

本文基于齿轮箱多体动力学建模，进行全转速域内齿轮箱动力学仿真分析，特别是关注轴承力及关键区域壳体表面振动速度响应。通过相应的车内振动噪声试验，比较壳体表面振动频谱与噪声频谱数据，验证单啮合阶次下共振频率的准确性。也为通过激励源“减振”方法，达到齿轮箱“降噪”目标提供理论依据。

1 机械振动理论基础

系统受到外界持续的激励作用而“被迫地”产生振动，其振动特性除取决于系统本身的特性外，还取决于激励的特性[2]。单自由度有阻尼机械系统在简谐激励力作用下的强迫振动运动微分方程为：

(1)

(2)

微分方程式(2)是一个二阶线性常系数非齐次微分方程式。它的通解可以用二阶线性常系数齐次微分方程式的通解x1(t)和方程式(2)特解x2(t)之和来表示：

x=x1(t)+x2(t)

(3)

式中，x1(t)代表阻尼系统的自由振动，在小阻尼的情况下，这是一个衰减振动，在开始振动后某一较短的时间内有意义，随着时间的增加，它将衰减下去[2]。……