自由珩齿改善齿轮噪音的分析20120720.docx

珩齿改善齿轮啮合噪音 [摘要] ：荣威六档手动变速器OTS阶段在进行变速器NVH试验时，二档声音有一定的异响，发动机转速在2000~2400rpm时声音较大，经过分析发现输入轴二档齿在齿顶部位有一定高度的尖角，而后项目组对成品齿轮采用了自由珩改善了二档异响问题。[关键词] ：变速器 珩齿 NVH 二档 噪音前言：齿轮加工的质量能够影响到变速器以及整车的噪音问题，因此各大汽车厂家无不重视着汽车齿轮机加工的质量，一般乘用车精度要求在7~8级以上，传统的齿轮加工一般为粗精车—滚齿—倒棱—剃齿—热处理—硬车，目前随着对汽车噪音以及生产一致性要求的提高，有许多的齿轮工艺变成了粗精车—滚齿—倒棱—热处理—磨齿或者珩齿等精齿轮加工。当然从控制成本的角度出发，大部分乘用车变速器齿轮仍大量地采用传统工艺。我厂与上海汽车乘用车技术中心联合开发的荣威六档手动变速器输入轴二档齿采用了传统工艺，在整车NVH试验时二档出现了声音异常，而后对二档齿进行了分析发现了齿顶存在一定高度的尖角，项目组采用了珩齿工艺将尖角去除并改善了齿轮齿形齿向的质量、提高的齿面粗糙度，改善了该噪音问题。二）珩齿介绍以及相关优点淬火后的齿轮轮齿表面有氧化皮，影响齿面粗糙度，热处理的变形也影响齿形与齿向的误差。由于工件已淬硬，除可用磨削加工外，也可以采用珩齿进行精加工。　自由珩齿原理与剃齿相似，珩轮与工件类似于一对螺旋齿轮呈无侧隙啮合，利用啮合处的相对滑动，并在齿面间施加一定的压力来进行珩齿。　珩齿时的运动和剃齿相同。即珩轮带动工件高速正、反向转动，工件沿轴向往复运动及工件径向进给运动。与剃齿不同的是开车后一次径向进给到预定位置，故开始时齿面压力较大，随后逐渐减小，直到压力消失时珩齿便结束。珩轮由磨料和环氧树脂等原料混合后在铁芯浇铸而成。珩磨轮齿形面上均匀密布着磨粒，每颗磨粒相当于一个刀刃，在珩齿的过程中，当两者以一定的转速旋转时，由于齿面啮合点之间产生相对滑动，粘固在珩磨轮齿面上的磨粒，便按一定的轨迹从被加工齿轮的齿面上划过。在外加珩削压力的作用下，磨粒切入金属层，磨下极细的切屑，形成切削，最后达到所要求的齿厚和精度。 图1珩齿时的珩削速度，就是珩磨轮在与齿轮齿面啮合点相对滑动速度，见图2由于啮合接触点是变化的，所以，沿齿廓各点的珩削速度也是变化的。现只分析啮合节点p的珩削速度Vp。 图2Vp=Vot+Vt=Vosinβo±Vsinβ=Vosin（βo±β）/cosβ=Vosinβz/cosβ式中βo——珩磨轮的螺旋角；β——被珩齿轮的螺旋角；βz——是珩磨轮与工件的轴交角。当两轮螺旋方向相同时，取“+”号，相反时，取“-”号。珩削速度Vp是随着轴交角的增大而增大。当被珩齿轮的螺旋角β为一定时，则Vp随着珩磨轮的螺旋角βo的增大而增大。当珩磨轮螺旋角βo增大接近90°时，则珩削速度Vp达到最大值；当βo=β=0时，则是一对直齿圆柱齿轮传动。此时，珩削速度Vp=0；当βo=-β时，是一对斜齿圆柱齿轮传动。此时，珩削速度Vp=0。在选取珩磨轮螺旋角时，应避免使珩削速度等于零。珩齿具有以下工艺特点：　1，珩轮结构和磨轮相似，但珩齿速度甚低（通常为1～3m/s），加之磨粒粒度较细，珩轮弹性较大，故珩齿过程实际上是一种低速磨削、研磨和抛光的综合过程。　2，珩齿时，齿面间隙沿齿向有相对滑动外，沿齿形方向也存在滑动，因而齿面形成复杂的网纹，提高了齿面质量，其粗糙度可从Ra1.6μm降到Ra0.8。　3，珩轮弹性较大，对珩前齿轮的各项误差修正作用不强。因此，对珩轮本身的精度要求不高，珩轮误差一般不会反映到被珩齿轮上。　 4，珩轮主要用于去除热处理后齿面上的氧化皮和毛刺。珩齿余量一般不超过0.025mm。 5，珩轮生产率甚高，一般一分钟珩一个，通过3～5次往复即可完成。三）问题提出与原因分析SCM250项目是匹配上海汽车荣威手动六档变速器总成开发项目，具有自主知识产权。该项目由我厂与上海汽车乘用车技术中心联合开发。SCM250项目OTS阶段在进行变速器NVH试验时，二档声音有一定的异响，发动机转速在2000~2400rpm时声音较大，并超过了评价上限10分贝左右，详见二档（23牙）滑行噪音频谱图。（见图3） （剃齿）二档滑行噪音频谱图 图3一般来说，齿轮系统噪声发生的原因主要有以下几个方面：?1)齿轮设计方面。参数选择不当，重合度过小，齿廓修形不当，齿轮箱结构不合理等。齿轮加工方面 基节误差和齿形误差过大，齿侧间隙过大，表面粗糙度过大等。?2)齿轮系及变速器总成方面。装配偏心，接触精度低，轴的平行度差，轴，轴承、支承的刚度不足，轴承的回转精度不高及间隙不当等。?3)其他方面输入扭矩。负载扭矩的波动，轴系的扭振，电动机及其它传动副的平衡情况等。??针对这一情况，我们查阅了输入抽二档成