在变速箱的设计中,对运行和噪声性能的高要求是通过特定的地形设计来实现的,因此必须在低齿轮激励、充分的承载能力和高效率之间找到折衷。

T他的噪音行为主要是由齿轮网中的激励引起的。齿轮的标准化设计和计算方法集中在励磁水平的减少。然而,通常物理噪声特性不符合人类噪音感知。因此,需要根据感知来评估励磁的齿轮设计规则和指导。

通常描述的目标地形散射的影响是随着背景噪声的增加齿轮啮合振幅的降低。在这个报告中,噪声行为的锥齿轮是研究目标地形散射。通过测量传动误差,分析了激励和噪声的行为,从激励齿接触到噪声以空气噪声的形式发射。最后,评估单个地形散射对动态噪声行为的影响。从响度和音调等心理声学参数的差异比较了两种变体的噪声行为分析。测试结果将显示地形偏差在调降方面对优化地面锥齿轮的潜力。将使用一个测试夹具来评估在负载和动态条件下的操作行为。最后,将该方法应用于某汽车变速器,对试验台和车内的噪声特性进行了研究和评价。

随着主题噪声敏感性的提高、掩蔽噪声的降低以及用户需求的增加,传输噪声的重要性也不断提高。特别是由于齿轮啸叫的音调特性,齿轮噪声迅速而消极地进入客户的焦点[1]。汽车工程中对齿轮传动系统进行定性评价的一个重要标准是噪声特性[2]。因此,车辆内部振动的控制和噪声性能的优化是汽车和变速器制造商的重要发展目标。汽车内部很大一部分振动和噪音是由传动系产生的。特别是在机动车辆中,通过驱动系统的小型化、电气化和混合来减少掩蔽噪声源,增加了低噪声传输[4]的重要性。

然而,提高齿轮的质量和减少齿轮励磁不会阻止齿轮噪声被认为是烦人的。为了提高感知噪声质量,单独的噪声水平的降低并不总是最好的解决方案。噪声的特征,因此人类感知是决定性的[5]。

在变速器的设计中,通过特定的地形设计来满足对运行和噪声性能的高要求。必须在低齿轮激励、足够的承载能力和高效率之间找到折衷方案。为了在大扭矩范围内优化操作性能,选择目标地形是齿轮设计中的一大挑战。到目前为止,齿轮组的准静态传动误差被用作评价噪声特性的变量。传动系统的传动误差是动力系统的激励源,它与传动系[5]的工作点动力学相互作用,导致齿轮啮合中的动态负载波动。

1 .技术水平

1.1锥齿轮传动的源-路-受概念

齿轮的主要噪声特征是高频啸声和呜呜声。这是由齿轮副在负载下滚动造成的。图1显示了齿轮的源-路径-接收概念。源-路径-接收概念系统地描述了齿轮啸叫的起源和传递,直至与听力相关的噪声评估。在这里,传输的噪声行为可以用机器声传递链来表示,它由噪声激励(源、齿网)、噪声传递(路径、结构噪声)和噪声辐射(接收器、空气噪声)组成。

图1:锥齿轮传输的源路径接收器概念[5]。

噪声产生链的起点是准静态齿轮激励。齿轮激励可以量化为齿轮组的传动误差,并与驱动传动系的工作点相关动力学相互作用导致齿轮啮合中的动态负载波动。在齿接触中产生的振动以结构噪声的形式传递到轴轴承系统,随后传递到壳体表面。根据传输的结构动力特性,结构噪声以表面噪声压力波动的形式转化为空气噪声。心理声学评价方法用于评价物理噪声对人的听觉的影响。原理说明了齿轮激励与变速器[5]的感知噪声特性之间的联系。

1.2评价人类噪声感知的心理声学指标

响度描述了人类感知噪声的频率敏感性,单位为sone。DIN 45631/A1描述了一个基于正弦音调和噪声的响度比较来确定响度的标准程序,对比图2。因此,如图所示的可听频率范围,根据Zwicker将其分为24个频率组(0吠至24吠),并根据人的听觉灵敏度对各自的声级进行加权。该方法适用于比较不同光谱分辨率的噪声的响度[7,8]。

图2:评估人类噪声感知的心理声学指标[7,8,9,10]。

用于齿轮噪声表征的重要特征是音调。如果它由个人,强大明显的音调或窄带频率组成,则噪音被认为是令人讨厌的。透析器听力模型用于确定音调。用于计算色调的先前算法未考虑或由于低空分辨率而没有足够的短期变化进行短期变化。此外,考虑了听力阈值以下的色调,尽管它们对人类听证有无关。根据塔斯克的新方法包括人类听觉极限和噪声感知对心理声响的依赖性。该方法使用永久执行的自相关函数确定色调和非音调噪声分量的响度。通过高颞分辨率,可以检查短期和强烈波动的色调。该算法还允许相对于时间和转速来确定音调的强度和频率。根据透析器听力模型的音调值在单位TUHMS [9,10]中描述。 Both psychoacoustic metrics loudness and tonality have a linear scale of intensity. In addition, the metrics were developed and validated in extensive listening tests [7, 8, 9, 10].

1.3齿轮噪声心理声学行为的优化方法

在接下来的部分,在齿轮和传动技术领域的各种方法,以优化齿轮噪声的心理声学。这些方法代表了工业实践和研究的现状。

1.3.1基于随机节距序列的无级变速器噪声优化

无级变速(CVT)可以通过调整,例如,传动链的缠绕直径来实现平稳的速度变化。无级变速器的优点包括由于平稳的速度变化,高驾驶舒适性,低油耗,良好的驾驶动力。动力通过带有包裹元件的cvt链传输,包裹元件包括链板、摇臂压力件和安全元件。在确定的顺序中,有针对性地使用不同的链环长度来优化传动系的声学性能。通过具体调整混合比和节距序列,可以在仿真的基础上进行cv链的设计和声学优化。结果是改善了链网不愉快的调性。图3对比了初始状态(等节距链)下带有相同尺寸制表片的无级变速器在车内的声学测量结果和优化后的部件顺序。等节距链的声级峰值是由制表片与磁盘组的啮合产生的,可由随机顺序的制表片长度[11]来减小。

图3:随机间距序列的CVT链的噪声优化[11]。

1.3.2利用随机表面结构优化齿轮噪声

改善地面斜面齿轮的激励行为的方法是Stadtfeld等人开发的微型过程。微孔过程产生准随机表面修改。侧面的侧面随机结构产生像夹住表面的漫射结构,并减少了齿轮网的更高谐波激发的幅度[12,13]。

1.3.3利用正弦传动误差特性优化齿轮噪声

Stadtfeld展示了通过有针对性的EaseOff设计设计正弦传输误差曲线的可能性。这种方法降低了传动误差谱中的高谐波齿轮啮合阶数的振幅。一个齿轮组与一个正弦传动误差曲线产生平静和安静的噪音。[14]

1.3.4通过靶向形貌散射优化齿轮噪声

目标地形或微几何散射在小齿轮和齿轮实现单独的传动误差设计的个别齿啮合,以产生更高的背景噪声水平。除了提高背景噪声水平外,传动误差谱中齿轮啮合阶数的振幅可以显著降低[15]。

具有心理声学参数的噪声行为的分析显示小齿轮上的低地形散射,齿轮可以影响锥齿轮的噪声行为特性[16]。通过增加背景噪声分量并减小齿轮网令的传输误差幅度,色调显着降低了50%。此外,Geradts等人的测试结果。显示其他心理声学参数对低地形散射的不利影响[17]。

在Kasten等人的研究工作中,提出了地面锥齿轮上地形散射设计的限制条件。此外,可以表明,通过应用两到四种不同地形的地形散射,可以实现激励行为的优化,这些地形散射随机分布在组件的所有齿上。这种见解降低了齿轮混合地形的制造和质量控制的复杂性。通过比较不同类型的散射,确定了地形参数的随机应用和不同地形在牙齿间的随机分布是成功的方法。识别了地形参数的主要影响变量,发现角修正(轮廓角和侧面角修正)的散射对心理声学优化激励行为有显著影响。通过对小齿轮和齿轮分别施加地形散射,证明了在小齿轮和齿轮[18]上生成混合地形可以实现地形散射在齿轮上的完全优化潜力。

1.4从技术现状得出的结论

传动中噪声的产生实质上是由齿轮啮合[6]中的振动激励决定的。在大扭矩范围内的激励行为改善的情况下,齿轮的地形是优化的,例如通过有针对性的应用侧面修改。然而,尽管产品质量提高了,激励水平降低了[5],齿轮噪声对人耳来说仍然是令人不快的。因此,要优化人类感知的齿轮噪声[5],相关的并不是噪声等级的降低,而是噪声成分和特性的研究。

在工业中已经有用于减少传动噪声谱中的色调分量的方法,例如通过牙齿的随机表面结构[12,13]或CVT [11]的链条接头的随机间距序列。类似地,通过地形的靶向散射可以减少齿轮噪声的色调[18]。

地形散射尚未应用于车辆传输。此外,在地形散射设计中,传输试验台的测量和车辆测量不存在验证心理声学优化目标的方法。

2目标与方法

本文描述的调查是作为德国研究基金会(DFG)[项目编号BR 2905/82-1]赞助的项目的一部分进行的,该项目是与戴姆勒公司和克林贝格公司合作开展的。该研究项目的目标是发展一种方法的感知导向设计的地面锥齿轮的应用目标地形(微几何)散射。主观噪声行为的地面锥齿轮是要得到改善,而不会导致负载能力或生产率的损失。

通过通过形貌散射的啮合条件的微小干扰,时域中的传输误差信号的规律性受到干扰,并且增加了背景噪声。这是一种设计齿轮目标几何形状的新方法。

本研究报告的目的是:减少调性的齿轮噪声为地面锥齿轮。

实现研究目标的方法如图4所示。首先,设计并制造了一种用于汽车工业的地面锥齿轮组的微几何散射。然后在锥齿轮测试仪和测量单元中测试齿轮组的激励行为。在锥齿轮试验机上进行单侧试验,测量低负载时的传动误差。此外,还研究了锥齿轮测量单元在负载和较高转速下的动态激励行为。为了更好地理解地形散射对激励和噪声行为的影响,我们研究了沿源-路径-接收器概念的声学行为。然后,利用心理声学指标分析了具有目标地形散射的锥齿轮的噪声行为,以验证设计目标。

图4:降低齿轮噪声音调的方法。

然后将设计方法转移到整车变速器(轻型商用车后桥)上。齿轮组再次设计和制造(改变微观几何形状)。将新的齿轮组安装在后桥上,并在变速器试验台上进行声学测试和分析。最后,在车内安装后轴,利用心理声学指标对车内噪声进行分析。

测试齿轮和锥齿轮测量单元

3.1测试齿轮

该齿轮组是为汽车应用而开发的。所有的锥齿轮调查在这个报告有相同的宏观几何。参考齿轮组研磨高螺距质量和低地形偏差。另外两种变体是基于一种搭接传动装置的制造偏差。这些牙齿之间有小的个体偏差,也有小的节距偏差。通过混合单个齿侧的地形,将磨齿组的噪声行为调整为磨齿组的噪声行为[16,19]。冠化值(PC =型材冠化,LC =铅冠化)和角修正值(α=压力角,β=螺旋角,Cv=扭曲)如图5所示,左下角。变体R02的最大值为2的随机分布μ米或0.02°。然而,对于变种N10,个别侧面修改的值是根据围绕标称设计的正态分布选择的。最大允许的值为10μ米或0.10°。

图5:测试齿轮组。

混合地形变量的平均地形等于参考地形变量的标称地形。两种具有微几何散射的变型在小齿轮和齿轮上都有较小的Q2节距误差。在驱动侧微几何的基本设计中,选择了高引线和轮廓顶出,这从Ease-Off中可以看出。由于高凸度值,载荷下的接触模式位移减少,齿轮组对与激励行为有关的安装偏差不太敏感。

所有的修改都应该在磨床上通过操纵机床轴来实现,而不是通过矫正砂轮来实现。因此,地形散射的自由度是有限的。小齿轮在产生过程中被研磨,这意味着所有的偏差(即引线和型材方向上的角度和顶角偏差以及侧扭偏差)都可以改变。齿轮的侧翼在俯冲过程中被磨平。倾伏受微观几何形状变化的限制。因此,只允许压力角和螺旋角的偏差。这一限制降低了磨削微几何散射的复杂性。

3.2锥齿轮测量单元

锥齿轮测量单元用于激励-和噪声行为调查在操作条件下的锥齿轮-如图6所示。该夹具由组合支座板的模块化框架结构组成。通过在小齿轮侧(3)上附加轴承板来实现准双曲面偏移的调整。底座由坚硬的框架结构建造,由固体材料铣削而成。待测齿轮组的特征安装尺寸可设定为高精度和重复精度。小齿轮和齿轮安装尺寸定位使用两件垫片(1,2)在成对地。轴偏置V由小齿轮插装板(3)决定,轴交叉角由小齿轮和齿轮的壳板决定。用于准静态传输误差测量的Heidenhain 4202c型角编码器(4)基于光电扫描原理,每个角编码器由一个转子和一个定子组成。刻度鼓每转提供20,000个增量,因此,为输出信号产生非常小的信号周期。旋转角度信号的高分辨率保证了传输误差的高谐波激励的可检测性。非接触式光学测量原理要求大气中没有油和污垢。

图6:用于研究激励和噪声行为的锥齿轮测量单元。

此外,由于标度滚筒与读头之间的公称径向距离为0.1 mm,因此需要较高的精度。读字头安装在锥齿轮夹具的接地板上。由于装配或几何公差导致的编码器特定误差每次旋转只发生一次。因此,它只影响传输误差信号的旋转阶数。差动扭转加速度的测量是由一个加速度测量系统(5)与一个遥测系统在小齿轮和齿轮轴上实现的。加速度测量系统(5)由两个结构噪声传感器组成,它们切向布置在参考直径上,相互偏移180°,并安装在一个铝转子盘中。能量供应是通过绕在转子外壳外径上的感应线圈实现的。加速度信号相加以补偿径向振动。数据传输到定子是通过高频调制完成的。定子连接到外壳,并定位与转子上方1毫米的径向距离,这允许在动态条件下测量[17]。

旋转加速度测量系统对在油中运行是不敏感的,这使得在没有额外密封的情况下可以接近轴承包的位置。编码器系统需要在干燥、无油的环境中运行。采用温度控制的外部供油单元,通过喷射润滑实现供油。中心油流入采用单独调节的二通阀分隔。一根管道在齿轮啮合处供油,另一根管道向轴承位置供油。最后,在轴承点附近采用结构噪声传感器和机载噪声传声器[17]。

4准静态激发行为研究

图7为单侧试验传动误差的阶次谱,以及一、二齿轮啮合阶次的负载传动误差曲线。在欧瑞康T60型锥齿轮试验机上进行了准无载荷单侧齿面试验。所有数据上的传输误差均归一化。从单侧试验得到的测量信号被传输到频域。与参考变量相比,齿轮啮合振幅的相对减少被显示出来。单个齿轮组变量的传输误差谱清楚地显示了微几何散射对激励行为的影响。具有微几何散射的R02和N10变量的特征是齿轮啮合阶数(1英石Fz, 2ndFz3理查德·道金斯Fz和图4thFz).此外,地形散射导致第一齿轮啮合阶数以下的旋转阶数显著增加,并在频谱中形成背景噪声。振幅的低阶范围的R02变种是在一个可比的水平,第一个齿轮啮合振幅。相反,对于变种N10,振幅低于第一个齿轮啮合命令1英石Fz均高于第一齿轮啮合幅值。一般来说,变种N10有最高的背景噪声以及最低的齿轮啮合顺序的振幅在传动误差谱。

图7:在锥齿轮测试仪和锥齿轮测量单元的齿轮组的单侧面测试。

使用锥齿轮测量单元测量负载传输误差(LTE)显示了工作条件下地形散射的影响,如图7中下方的图表所示。通过使用锥齿轮测量单元,有可能专门检查一个锥齿轮设置为输出扭矩M2= 1200海里。为了测试齿轮组变型的准静态激励,在低转速下进行了单侧试验1= 60 rpm。由于测试转速低,可以避免与传动系统的动态相互作用。振幅的第一和第二齿轮啮合顺序(1英石Fz和2ndFz)与参考变异体相比显著减少。

总结了基于目标地形散射的优化方法的效果,打破了由齿轮啮合规律引起的传动误差的色调特征。R02和N10型的非齿轮啮合振幅在低于第一个齿轮啮合顺序的低频范围内上升。高谐波激励被背景噪声掩盖,明显降低。

5动态激励行为和噪声行为的研究

本节根据源-路径-接收器概念分析测量。微观几何散射对噪声行为的影响将被研究。用于调查的传感器技术如图6所示。齿轮的噪声行为取决于传动系统的动力学和啮合激励之间的相互作用。如果齿轮的激励频率撞击传动系的固有频率,就会导致振动幅值的增加。

5.1基于源-路-接收机概念的激励和噪声行为评估

在输出转矩为M的恒定条件下,测量了差动旋转加速度(动态齿轮激励)、结构噪声(振动传递)和空气噪声(物理噪声)2= 400 Nm,速度斜率为n1= 600转到3400转。图8显示了不同传感器的结果。以R02型为例,详细分析了微几何散射对锥齿轮噪声特性的影响,并与参考齿轮组进行了比较。齿轮组的阶谱显示一个齿轮啮合激励高达三阶。

图8:基于源路径接收器概念的激励和噪声行为的评估。

沿源-路-接收机链的分析表明了微几何散射对锥齿轮的影响。在准静态条件下,动态齿轮激励可以降低齿轮啮合阶数的传动误差幅值,同时增加传动误差谱中的背景噪声。在准静力学中,动态齿轮激励也显示第一齿轮啮合阶次以下的振幅增加。然而,动力学中的振动并不像准静力学中的振动那样强烈。在结构噪声谱中,无法检测到第一啮合阶以下的振动幅值增加。在结构噪声中,通过应用微几何散射降低齿轮啮合顺序及其高谐波是可见的。在机载噪声中,参考变量的特征音调激励是可感知的。在带有地形散射的变体R02中,除了第一个齿轮啮合顺序外,齿轮啮合顺序在背景噪声中丢失。

5.2对噪声行为的心理声学评估

关于心理声学参数作为空气噪声事件对传输时测量的结构噪声的可转移性的全面调查显示了高质量[5,20]。因此,采用环齿轴承位置的结构噪声作为心理声学分析的评价参数。

调性是表征齿轮噪声的一个基本属性。噪音被认为是恼人的,如果它们是由单独的,强定义的音调或窄带频率。为了确定音调,我们使用sottk的听力模型[9,10]。tuHMS单位的调性与人类感知有线性关系。定量比较的调性的齿轮组变型显示在图9的上部。在左上方的图中,调性是在输出转矩为M处绘制的2= 400nm与速度。具有单齿地形的参考齿轮组在从n开始的速度范围内具有明显较高的音调激励1= 1500转到3500转。为了研究不同负载水平的调性,调性被绘制为输出转矩M上的一个值2在右上图。单数值是在恒定负载下速度斜坡上的平均值。从m调查扭矩2驱动侧面= 100nm至1000nm。这里,可以清楚地看到从牙齿到牙齿的各个地形的优点。通过减少齿轮网令的幅度并同时增加光谱中的背景噪声,齿轮的变量与混合拓扑的调情显着下降。

尽管参考变型的色调随着负载而增加,但是变体R02和N10在调查的扭矩范围内显示出负载无关的行为。在N10变体中,从牙齿到牙齿的微观几何散射在幅度中最大,其特征在于所有变体的最低音调。

根据din45631 /A1的响度心理声学参数,单位为sone,表示与感知[7]线性相关的频率敏感性。与调性类似,图9比较了齿轮组变体的响度。在恒定转矩M下,响度曲线与转速的关系2= 400 Nm如图所示。这表明,在所有变体中,响度随速度的增加而增加。这些变体之间没有显著差异。只有在带有微几何散射的R02型中,响度曲线与从n开始的速度无关1= 2500 rpm。右下角的图显示了扭矩上的响度的单数字值。参考变量负载上的响度曲线与负载传输误差(LTE)曲线相关,见图7。带有混合地形的变量表现出更独立于负载的行为,与扭矩上的负载传输误差曲线无关。

图9:噪声行为的心理声学评估。

综上所述,沿源-路接收机概念的激励和噪声行为的评估表明,面向感知的地面锥齿轮微几何散射设计方法可以有效地优化声学行为。

6将方法转移到车辆应用中

由于该方法在面向感知的锥齿轮微几何散射设计中的良好效果,将其应用于汽车变速器。车辆变速器是轻型商用车的横梁式后桥。在方法转移过程中,保留了4.1节中的宏观几何结构。该微几何结构适用于较低冠的汽车变速器。

6.1某轻型商用车后桥噪声特性研究

首先,在变速器试验台上对后桥的噪声特性进行了研究。新的齿轮组的设计和制造没有地形散射(参考)和地形散射(MixTop)。齿轮组制造完成后,安装在后桥上。图10显示了传输输入(小齿轮轴承)处的结构噪声(SBN)信号作为Reference和MixTop两种变体的频谱。为了达到这个目的,从n1= 500转至4500转,扭矩为M1= 300nm驱动模式。

图10轻型商用车后桥在混合地形和不混合地形下的结构噪声频谱。

频谱的比较清楚地表明了地形散射的优势。MixTop变型具有明显较低的结构噪声振幅,特别是齿轮啮合顺序的高谐波(2nd到8thFz).这意味着频谱中的单个频率并不显得那么占主导地位。

特别是传动系在近似f处的固有频率自然= 3900hz是非常调性兴奋的参考变量。当齿轮啮合频率与固有频率碰撞时,产生强烈的振动幅值。然而,由于在地形散射过程中传输误差的不规则过程,宽带激励并不会导致频谱中单个频率产生如此强烈的激励。驱动系在近似f处的有效固有频率自然= 3900hz是兴奋的变种MixTop在宽带的方式,而不是这样的色调。

不同的激励和噪声行为对车轴的影响可以用心理声学指标来描述。图11显示了两种心理声学指标,音调和转速下的响度。平均转速上升的值也被评估和显示。

图11:后桥结构噪声的心理声学评估。

在变速器输入处的结构 - 传播噪声信号的调节的评估清楚地显示了具有拓扑散射(Mixtop)的变体显示RPM范围内的低调。这是由于齿轮套装的宽带激励。平均而言,在完整的RPM范围内,色调可以减少30.1%,这被认为是显着的改善。考虑平均值与精神声学指标非常核实,因为度量标准的值是线性缩放的。

响度评估表明,与参考变型相比,MixTop变型的宽带激励并不会导致车轴的更可听到的响度。相反,MixTop变体的优化噪声行为甚至会导致平均响度的降低。速度范围从n1= 4,000 rpm至4,500 rpm,第五齿轮网(5thFz)击中固有频率f自然= 3900hz,见图10。在这个范围内,音调以及参考的响度明显增加,与MixTop的变体相比,由于齿轮啮合命令的小频带激励。

6.2车内噪声的心理声学评价

在变速器试验台上研究了车轴的噪声特性后,将车轴安装在车内,在规定的行驶周期内进行声学测量。图12显示了使用心理声学指标对车内空气噪声的评估。车内的噪音是通过带有麦克风的耳机系统记录下来的。司机佩戴耳机系统,因此空气中的噪音从司机的角度被记录下来。在记录空气传播的噪音时,车辆内所有发出噪音的部件都会被记录下来。在低频范围内,这主要是内燃机。在更高的速度下,轮胎和风噪声的比例增加。测量在4中进行th齿轮(我4 thgear= 1)手动变速器。驱动调整恒定扭矩M1通过调节气踏板位置= 250nm。

图12:车内空气噪声的心理声学评估。

由于地形散射,车内噪声的心理声学评估也显示出非常积极的影响。与研究车辆轴的噪声行为相同,在一个速度范围(n1= 1500转/分至3500转/分)在心理声学评估期间绘制,并显示平均值。车辆内部与参考车轴的噪声调性在速度斜坡上显示出强烈的峰值。特别是在n处的强增长1= 1600转/分可以被认为是非常负面的。在车辆测试中,传动轴的转速可以很容易地转换为行驶速度。螺旋桨轴转速为n1= 1600 RPM对应于v = 31 MPH(假设:I4 thgear= 1,我RearAxle= 4.18,r直流发电机= 346毫米/13.6英寸)。在这种低速下,只有来自风和轮胎噪声的低掩蔽噪声,因此传动噪声更容易被识别。因此,这个音域的调性峰值是非常关键的。MixTop变种在车辆中没有显示任何突出的峰值,特别是在临界低速范围内。在整个车速范围内,调性平均降低了22.4%。由于地形散射,车轴对车内噪声的响度没有影响。

7摘要和前景

为了改善车辆声学,工程师不断面临新的挑战。车辆内部的振动和噪声的主要部分是由传动系引起的。特别是在机动车辆中,通过缩小化的掩蔽噪声源的减少以及传动系的电气化和杂交,增加了低噪声传输的重要性。传输声学的优化不应基于单独的物理噪声的减少。相反,噪音构成和质量的方面来到前景。因此,改善传输声学的目的是使噪音更令人愉快,对人耳更令人烦恼。

提出了一种新的NVH优化方法。为了控制传统齿轮啮合激励的规律性,在齿轮齿面施加目标地形散射。一般描述的目标地形散射的影响是在低阶范围内,随着非齿轮网格振幅的增加和背景噪声的增加,齿轮网格振幅减小。因此,突出的齿轮啮合振幅降低。高次谐波在中等散点值时已经被抵消了。从传动系统的齿轮啮合到车辆内部的噪声特性研究,都可以证明这种方法的巨大优势,特别是降低了地形散射的调性。

具有目标地形散射的优化方法代表了齿轮设计中的新颖性,并且显示了改善变速器的NVH行为的高潜力。然而,必须对微观几何散射对承载能力和效率的影响更深入的分析。通过这些发现,可以进行微观几何散射的完整设计,考虑到励磁行为以及效率和表面应力。将设计方法转移到圆柱齿轮也是一个目标。设计方法将应用于其他车辆传输。通过进一步测量传输测试台和车辆测量来验证设计目标。

确认

本文描述的调查是由德国研究基金会(DFG)赞助的项目的一部分[项目编号BR 2905 / 82-1]的一部分。该项目与工业合作伙伴戴姆勒·佳委和Klingelnberg GmbH合作开展。 

参考书目

  1. Genuit,K .:音乐工程IM autombilberbereich。方法Zur Messung und Auswertung vonGeräuschenund Schwingungen。柏林:斯普林斯,2010年。
  2. Reitz, A.: Problemorientierte NVH-Abstimmung des antriebsstranges bei leichten Nutzfahrzeugen。:布瑞尔,美国;Laschet, A. (Hrsg.):《der Kfz-Antriebstechnik》中的系统分析。Renningen: Expert, 2005, p. 208-224。
  3. Rau, G.: Akustik- und schwingungoptimierung an Getriebeträgern。在:ATZ -汽车技术时代,107。詹。, 2005, Nr. 7, p. 594–598.
  4. K.斯坦伯格:用所有的感官。第一本关于如何消除车内干扰声音的书。1版。决定:wjr-Verl。, 2007年。
  5. Gehörbezogene analysis and Synthese der vibroakustischen Geräuschanregung von Verzahnungen。迪斯。亚琛工业大学,2014。
  6. Klocke, F., Brecher, C.: Zahnrad- und Getriebetechnik: Auslegung - Herstellung - Untersuchung - Simulation。卡尔·汉瑟·弗拉格,慕尼黑,德国,2017。
  7. DIN 45631/A1:响度等级和响度计算程序。德国国家标准,柏林,德国,Beuth Verlag, 2010。
  8. 茨威格,E: Psychoakustik。柏林:施普林格,1982年。
  9. Sottek,R .: Models Zur Simplateverarbeitung Im MenschlichenGehör。迪斯。亚琛·亚琛大学,1993年..
  10. 头部声学:《阿尔忒弥斯的精神分析者》。对新精神病人的判断-分析:Tonhaltigkeit (Gehörmodell)应用说明HEAD声学,2018。
  11. 浮士德,h;Linnenbrügger, A.: CVT-Entwicklung bei LuK。陆Kolloquium。镶嵌细工,2015年。
  12. Strunk,S .:地面结构转移为地斜面齿轮。在:2016年会汇总技术会议。匹兹堡,02. - 04. 2016年10月。亚历山大:Agma,2016年。
  13. Stadtfeld h;Strunk, S.: MicroPulse - Kegelradschleifen mit geräuschreduzierender Strukturverschiebung。2016凯格拉德研讨会“创新之路”。亚琛,2016年。
  14. Stadtfeld,h .:心理声学方法,用于锥齿轮的降噪。在:2017年汇总技术会议。Columbius,22. - 24. 2017年10月。Alexandria:Agma,2017年。
  15. •布雷彻,c;Lopenhaus c;考虑侧面地形的准双曲面齿轮动力学仿真的发展。见:第六届国际VDI齿轮大会2015。慕尼黑,2015年。
  16. •布雷彻,c;Lopenhaus c;地形偏差对地面锥齿轮心理声学评价的影响。在:第六届WZL齿轮大会在美国2016。安阿伯市,2016年。
  17. geradts,p .;•布雷彻,c;Lopenhaus c;Kasten,M .:通过应用形貌散射来减少齿轮噪声的色调。在:应用声学,2018,NR。148,p。344-359。
  18. 卡斯滕·m·;•布雷彻,c;Löpenhaus, C.: Einfluss einer gezielt aufgeprägten Mikrogeometriestreuung auf das Anregungsverhalten von Kegelradverzahnungen。见:Forschung im Ingenieurwesen, 2018, Nr. 82。p . 379 - 393。柏林:施普林格,2018年。
  19. Landvogt, A.: Einfluss der Hartfeinbearbeitung und der Flankentopographieauslegung auf das Lauf- und Geräuschverhalten von Hypoidverzahnungen mit bogenförmiger Flankenlinie。迪斯。亚琛工业大学,2003
  20. •布雷彻,c;Gorgels c;卡尔,c;齿轮噪声调查的心理声学分析方法的益处-齿轮噪声评估的心理声学特性。见:VDI- berichte Nr. 2108, VDI, Düsseldorf, 2010。