電驅(qū)減速箱ＮＶＨ分析及優(yōu)化案例

一、問(wèn)題描述

某新能源整車(chē)ＮＶＨ評(píng)價(jià)過(guò)程中，客戶(hù)抱怨電驅(qū)總成減速箱在加速工況１０００—２０００ｒ/ｍｉｎ和５０００—８０００ｒ/ｍｉｎ１級(jí)齒輪主階次存在嘯叫，滑行工況１０００—４５００ｒ/ｍｉｎ和５５０0—７０００ｒ/ｍｉｎ１級(jí)齒輪主階次嘯叫。

二、激勵(lì)源優(yōu)化

1、提升重合度：優(yōu)化齒輪參數(shù)、降低模數(shù)、增加齒數(shù)，采用“細(xì)高齒”設(shè)計(jì)，將端面重合度由1.801提升到1.821。同時(shí)，增大螺旋角，軸向重合度由3.12提升到4.187，嚙合的總重合度由原來(lái)的4.9提升到６，增加了嚙合的平穩(wěn)性，減小齒輪嚙入嚙出時(shí)產(chǎn)生的沖擊。

優(yōu)化重合度          

2、減小錯(cuò)位量：先通過(guò)調(diào)整１級(jí)從動(dòng)齒輪宏觀結(jié)構(gòu)，將其輪輻位置向左移動(dòng)０.8,改善從動(dòng)齒輪受載變形情況,優(yōu)化錯(cuò)位量。在保證滑行工況錯(cuò)位量基本無(wú)變化的情況下驅(qū)動(dòng)工況錯(cuò)位量由２３μｍ降低到１３μｍ。

優(yōu)化從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)

錯(cuò)位量?jī)?yōu)化結(jié)果          

3、齒輪修形：齒輪的修形主要分為齒形和齒向修形，主要參數(shù)分別為齒形角度誤差ｆｈα、齒形鼓形量Ｃα、齒向角度誤差ｆｈβ、齒向鼓形量ｃβ，采用ＤＯＥ的設(shè)計(jì)方法，針對(duì)ｆｈα、Ｃα、ｆｈβ、ｃβ在驅(qū)動(dòng)工況分別采用５、２、３、４個(gè)水平進(jìn)行１２０個(gè)組合計(jì)算，滑行工況分別采用５、３、３、３個(gè)水平進(jìn)行１３５個(gè)組合計(jì)算。分別從１２０組和１３５組計(jì)算結(jié)果中選擇最優(yōu)的一組修形數(shù)據(jù)，綜合錯(cuò)位量?jī)?yōu)化和微觀修形優(yōu)化后，傳遞誤差峰峰值ＰＰＴＥ優(yōu)化效果明顯。    

齒輪微觀修形ＤＯＥ水平

綜合錯(cuò)位量?jī)?yōu)化和微觀修形優(yōu)化后，傳遞誤差峰峰值ＰＰＴＥ優(yōu)化效果明顯。正驅(qū)工況在８０Ｎｍ以下與原方案相當(dāng)，但在８０~３６０Ｎｍ ＰＰＴＥ(傳遞誤差峰值)有顯著降低，優(yōu)化最大處從０.395um降低到０.225um，滑行工況ＰＰＴＥ在－６０Ｎ以下與原方案相當(dāng)，從－６０Ｎ到－２６０Ｎ下降明顯，優(yōu)化最大處從０.387um降低至０.223um。    

傳遞誤差優(yōu)化結(jié)果           

4.減小制造誤差:為了降低齒面加工紋路對(duì)ＮＶＨ的影響（由于采用同一種精加工方式，零件的表面紋路趨勢(shì)更趨于相同，如果有幅值比較高或者相位與基圓螺旋角相近的波紋，即使零件齒輪精度檢測(cè)合格且沒(méi)有損壞，也有可能存在ＮＶＨ問(wèn)題），配對(duì)齒輪分別采用珩齒工藝和磨齒工藝，樣件加工完成后，對(duì)零件進(jìn)行常規(guī)齒輪精度檢測(cè)及波紋度拓?fù)錂z測(cè)，確保零件加工制造后成品零件齒輪精度符合圖紙要求，并關(guān)注波紋度結(jié)果，１級(jí)主階次低于０且在排名前１０的波紋中未出現(xiàn)鬼階，零件的圖紙符合性確認(rèn)ＯＫ。    

齒輪波紋度檢測(cè)結(jié)果

三、測(cè)試驗(yàn)證

優(yōu)化前驅(qū)動(dòng)工況和滑行工況１級(jí)齒輪主階次２３階存在部分亮帶，加速工況１０００~２０００ｒ/ｍｉｎ和５０００~８０００ｒ/ｍｉｎ存在嘯叫，滑行工況１０００~４５００ｒ/ｍｉｎ和５５００~７０００ｒ/ｍｉｎ存在嘯叫，引起客戶(hù)抱怨。優(yōu)化后１級(jí)齒輪主階次２５階得到明顯優(yōu)化，驅(qū)動(dòng)及滑行工況亮帶消失，且從聲壓級(jí)可以看到降幅明顯，聲壓級(jí)最大優(yōu)化１５dB，優(yōu)化效果顯著。    

驅(qū)動(dòng)工況優(yōu)化結(jié)果

滑行工況優(yōu)化結(jié)果

參考文獻(xiàn)，倪振，《基于激勵(lì)源的電驅(qū)減速箱 ＮＶＨ 分析及優(yōu)化》