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电驱减速箱 ＮＶＨ 分析及优化案例
电驱减速箱ＮＶＨ分析及优化案例
一、问题描述
某新能源整车ＮＶＨ评价过程中，客户抱怨电驱总成减速箱在加速工况１０００—２０００ｒ/ｍｉｎ和５０００—８０００ｒ/ｍｉｎ１级齿轮主阶次存在啸叫，滑行工况１０００—４５００ｒ/ｍｉｎ和５５０0—７０００ｒ/ｍｉｎ１级齿轮主阶次啸叫。
二、激励源优化
1、提升重合度：优化齿轮参数、降低模数、增加齿数，采用“细高齿”设计，将端面重合度由1.801提升到1.821。同时，增大螺旋角，轴向重合度由3.12提升到4.187，啮合的总重合度由原来的4.9提升到６，增加了啮合的平稳性，减小齿轮啮入啮出时产生的冲击。
优化重合度
2、减小错位量：先通过调整１级从动齿轮宏观结构，将其轮辐位置向左移动０.8,改善从动齿轮受载变形情况,优化错位量。在保证滑行工况错位量基本无变化的情况下驱动工况错位量由２３μｍ降低到１３μｍ。
优化从动轮结构
错位量优化结果
3、齿轮修形：齿轮的修形主要分为齿形和齿向修形，主要参数分别为齿形角度误差ｆｈα、齿形鼓形量Ｃα、齿向角度误差ｆｈβ、齿向鼓形量ｃβ，采用ＤＯＥ的设计方法，针对ｆｈα、Ｃα、ｆｈβ、ｃβ在驱动工况分别采用５、２、３、４个水平进行１２０个组合计算，滑行工况分别采用５、３、３、３个水平进行１３５个组合计算。分别从１２０组和１３５组计算结果中选择最优的一组修形数据，综合错位量优化和微观修形优化后，传递误差峰峰值ＰＰＴＥ优化效果明显。
齿轮微观修形ＤＯＥ水平
综合错位量优化和微观修形优化后，传递误差峰峰值ＰＰＴＥ优化效果明显。正驱工况在８０Ｎｍ以下与原方案相当，但在８０~３６０Ｎｍ ＰＰＴＥ(传递误差峰值)有显著降低，优化最大处从０.395um降低到０.225um，滑行工况ＰＰＴＥ在－６０Ｎ以下与原方案相当，从－６０Ｎ到－２６０Ｎ下降明显，优化最大处从０.387um降低至０.223um。
传递误差优化结果
4.减小制造误差:为了降低齿面加工纹路对ＮＶＨ的影响（由于采用同一种精加工方式，零件的表面纹路趋势更趋于相同，如果有幅值比较高或者相位与基圆螺旋角相近的波纹，即使零件齿轮精度检测合格且没有损坏，也有可能存在ＮＶＨ问题），配对齿轮分别采用珩齿工艺和磨齿工艺，样件加工完成后，对零件进行常规齿轮精度检测及波纹度拓扑检测，确保零件加工制造后成品零件齿轮精度符合图纸要求，并关注波纹度结果，１级主阶次低于０且在排名前１０的波纹中未出现鬼阶，零件的图纸符合性确认ＯＫ。
齿轮波纹度检测结果
三、测试验证
优化前驱动工况和滑行工况１级齿轮主阶次２３阶存在部分亮带，加速工况１０００~２０００ｒ/ｍｉｎ和５０００~８０００ｒ/ｍｉｎ存在啸叫，滑行工况１０００~４５００ｒ/ｍｉｎ和５５００~７０００ｒ/ｍｉｎ存在啸叫，引起客户抱怨。优化后１级齿轮主阶次２５阶得到明显优化，驱动及滑行工况亮带消失，且从声压级可以看到降幅明显，声压级最大优化１５dB，优化效果显著。
驱动工况优化结果
滑行工况优化结果
参考文献，倪振，《基于激励源的电驱减速箱 ＮＶＨ 分析及优化》
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