Écoutez le son des engrenages et explorez les mystères de la transmission de puissance!

Cet article traite principalement de la complexité du bruit des engrenages et des principes de conception fondamentaux pour réduire le bruit des engrenages.

La complexité du bruit des engins

La complexité du bruit des engrenages peut généralement être résumée en quatre aspects clés.

Il n'existe toujours pas de corrélation fiable entre les valeurs objectives de mesure du bruit et l'évaluation subjective.Actuellement, les méthodes d'évaluation objective de la qualité sonore sont insuffisantes et les essais subjectifs sur route des véhicules sont principalement adoptés pour la vérification finale des performances NVH des systèmes de propulsion électrique.

Les humains ont des erreurs de discrimination relativement importantes pour le bruit.ce qui signifie que le testeur peut difficilement distinguer les bruits avec un 4L'erreur de probabilité de la discrimination du bruit peut être réduite lorsqu'elle est évaluée par un groupe de test composé de plusieurs personnes.les erreurs existent toujours en raison de l'effet de masquage du bruit ambiantPour une évaluation plus précise du bruit, des instruments acoustiques dans une chambre anéchoïque sont couramment utilisés pour obtenir des données fiables.

De nombreux paramètres de conception affectent le bruit des engrenages, et ces paramètres interagissent entre eux.La complexité inhérente aux profils des dents d'engrenage signifie que la modification d'un paramètre peut facilement modifier d'autres caractéristiques géométriques de la paire d'engrenages.

Les tolérances de fabrication ont une incidence sur l'évaluation de la conception optimisée.l'évaluation des modifications apportées à la conception des engins doit être basée sur les résultats statistiques d'un grand lot d'engins dans la plage de tolérance de fabrication admissible;Cela conduit à un certain risque d'erreur d'appréciation de la NVH au stade du prototype, et la performance de la NVH peut même se détériorer au stade initial de la production en série.

Dans l'ensemble, la plupart des solutions pratiques de contrôle du bruit des engrenages proviennent de l'expérience de projet des fabricants plutôt que de dérives théoriques strictes.

Deux types de mécanismes générateurs de bruit

1. bruit d'accélération

Lorsque les engrenages sont en réseau, l'impact génère une accélération significative sur les composants des engrenages et perturbe le milieu environnant.qui se propage d'abord à travers l'air et l'huile de lubrification à l'intérieur du réducteur, et enfin rayonne vers l'extérieur à travers le boîtier de la boîte de vitesses.

2Un bruit auto-excité.

Sous une force de maillage dynamique, des vibrations se produisent sur chaque composant d'engrenage.Il émet ensuite du bruit par la vibration des surfaces des murs des boîtes.Le bruit auto-excité est la principale source de bruit des engrenages.

La manifestation externe de la force d'excitation dynamique lors du maillage des dents est l'erreur de transmission de la paire d'engrenages.

Principes de conception pour réduire le bruit des engins

Les principaux paramètres de conception sensibles liés au bruit des engrenages comprennent le module, l'angle de pression, l'angle d'hélice, le coefficient d'addendum, la structure de l'arbre et du support, la tolérance du profil des dents et la modification des engrenages.

Module

Pour les engrenages de véhicules électriques, le moteur est équipé d'un moteur de commande, qui est équipé d'un moteur de commande et d'un moteur de commande.le module peut être aussi bas que 1.3La corrélation entre le bruit du module et celui des engrenages provient principalement de son influence sur le rapport de contact.Un module plus petit augmente le nombre de dents engagées simultanément et réduit la charge portée par chaque dentDans le même rapport de contact, les engrenages avec des modules plus petits se maillonnent plus près du cercle de l'envergure, ce qui réduit le rapport de glissement et la sensibilité à la déviation de l'involte, permettant un fonctionnement des engrenages plus fluide.

Angle de pression

La sélection d'un angle de pression plus petit contribue à réduire le bruit des engrenages.L'angle de pression réduit réduit le taux de maillage et diminue la charge dynamique instantanée au début et à la fin du maillageUn angle de pression plus faible réduit la rigidité des dents et les fluctuations de charge causées par des erreurs dimensionnelles, de manière à réduire le niveau sonore.

Néanmoins, un angle de pression excessivement faible rend le point de maillage initial trop proche du cercle de base, ce qui entraîne un rapport de glissement élevé et une augmentation des contraintes de flexion et de contact.Considérant la chaîne de tolérance complète, la distance radiale entre le point de contact le plus bas et le cercle de base est normalement réglée entre 0,125 mm et 0,25 mm.

Angle de la hélice

Un angle d'hélice plus grand est bénéfique pour la réduction du bruit. Cependant, un angle d'hélice excessif générera une charge axiale importante qui peut dépasser la capacité de charge axiale des roulements.Si les roulements à billes ne peuvent pas satisfaire à l'exigence de charge et que des roulements à rouleaux cylindriques doivent être adoptés, l'efficacité de la transmission diminuera.

Coefficient additif

Le principe de sélection du coefficient d'addendum est d'obtenir un petit angle d'approche et un grand angle de creux.Le glissement se produit simultanément sur les deux côtés du diamètre de la culasse d'une seule dentSi la surface de l'engrenage est peu rugueuse et bien lubrifiée, la force de frottement n'est pas excessive et son influence sur le bruit est insignifiante.le maillage pendant la phase de récréation fonctionne plus silencieusementDans la phase d'approche, la charge normale augmente avec la force de frottement, ce qui entraîne un bruit de maillage plus élevé.

Structure de l'arbre et de son support

Les paramètres de conception tels que la rigidité des arbres et des supports, la concentricité et le débit radial exercent une influence évidente sur le bruit des engrenages.avec une déviation de concentricité excessive et un écoulement radial, détruira la bonne condition de maillage et induira du bruit.

Lors de l'arrangement des arbres et des supports, réduire au minimum la portée entre les supports pour limiter la déformation de l'arbre sous charge.prévention du bruit anormal résultant de l'usure de la spline.

Le boîtier de la boîte de vitesses doit être conçu avec une rigidité suffisante.

Tolérance des dents et modification des engrenages

La modification de l'engrenage est largement adoptée pour optimiser les performances sonores.modification du plomb (dans la direction de la largeur de la dent)Ces technologies sont le plus couramment utilisées dans les réducteurs d'énergie pour l'optimisation NVH, la réduction des erreurs de transmission et l'amélioration de la distribution de charge.

1. Le soulagement des pourboires

• Élimination par micro-matériaux d'un court segment d'involute à la pointe de la dent; les courbes disponibles comprennent une ligne droite, un arc circulaire et une parabole.
• Fonctions: contrecarrer la déformation élastique des dents d'engrenage chargées, réduire l'impact de maillage et de maillage correspondant à l'angle d'approche, réduire les vibrations et le bruit, et éviter les interférences des bords de pointe.Il s'agit d'une modification obligatoire pour les engrenages électriques des voitures particulières..
• Trois facteurs essentiels: point de départ du relief, quantité maximale de modification et courbe du relief.

2. Soulagement des racines

• Utilisation avec prudence car elle affaiblit la force de flexion de la racine dentaire.
• Scénario d'application: procédé de broyage. Le relief des racines sur le pignon peut remplacer le relief de pointe sur l'engrenage des roues pour optimiser le comportement de mise en maille.

3. Couronnement du profil

• Plus épais au milieu de la hauteur de la dent, avec une réduction de la matière à la fois à la pointe et à la racine de la dent.Il compense les écarts d'angle de pression et supprime les fluctuations d'erreur de transmission dans des conditions de travail complètes, largement utilisés pour les engrenages à grande vitesse.

4. Modification de l'angle de pression

• Décalage intégral de la courbe involute, équivalent à un réglage virtuel de l'angle de pression pour changer la position de contact du maillage.

5. Couronnement au plomb

• Épaisseur légèrement plus épaisse au milieu de la largeur de la dent, avec une réduction de la matière lisse aux deux extrémités (arc circulaire ou parabole).
• Fonctions: éviter le contact des bords aux extrémités des dents en cas de flexion de l'arbre et de désalignement de l'assemblage, concentrer le contact au milieu de la largeur des dents.Le couronnement au plomb est presque obligatoire pour les ailerons des réducteurs électriques.

6. Modification de l'angle de la hélice

• Déplacement linéaire de la trace dentaire le long de la largeur de la dent, équivalent à un ajustement mineur de l'angle de la hélice, compensant l'inclinaison de l'arbre sous charge et résolvant la charge inégale unilatérale.

7. Fin du soulagement

• L'élimination du matériau se fait uniquement aux deux extrémités de la largeur de la dent (5-10% de la largeur totale de la dent), la surface moyenne de la dent restant inchangée.
• Différence par rapport au couronnement: le couronnement présente une variation en douceur sur toute la largeur de la dent; le relief d'extrémité ne traite que les deux extrémités.prévenir la concentration de stress aux coins tranchants des dents.

8. Modification de la torsion au plomb

• La quantité de modification du plomb varie simultanément avec la hauteur des dents, compensant ainsi la déformation couplée complexe (flexion de l'arbre plus déformation thermique).

Notes importantes:

1. Une modification excessive réduit la largeur effective de la dent de maillage, ce qui entraîne une augmentation des contraintes et une durée de vie raccourcie.Le montant de la modification doit être déterminé par simulation de déformation sous charge par logiciel tel que MASTA, au lieu de se fier uniquement à l'expérience.
2. Normalement, seul le pignon est modifié; l'engrenage de roue correspondant adopte peu ou pas de modification.
3. La modification du profil contrôle l'impact du maillage et l'erreur de transmission; la modification du plomb régit la répartition de la charge le long de la largeur de la dent et évite la charge partielle.