電動汽車齒輪傳動的噪音控制是一個主要問題。眾所周知，如果使用高精度齒輪，可以提高使用壽命，減少振動，提高NVH(噪音、振動和舒適性)性能，從而減少噪音。由于這個原因，許多電動汽車制造商要求根據(jù)ISO1328用于齒輪的高質(zhì)量制造。

　　在實際應用中，特別是齒廓形貌的偏差受到了很大的限制。相關要求在某些情況下無法通過制造來達到。這增加了制造的時間周期，從而增加了制造成本。這就引出了一個問題，即所要求的高質(zhì)量是否真的對整車或總成的性能表現(xiàn)具有關聯(lián)性，或者，例如，一個較大范圍的齒廓修型是否比簡單地減少允許的制造誤差更加有效。

　　因此，我們有必要找到一種可以用來估計制造精度的影響的方法。當分析齒輪齒面形貌測量時，信號總是統(tǒng)計上產(chǎn)生聚焦，通常覆蓋一定的基本波形。這種波形的大小直接影響所產(chǎn)生的齒廓形貌偏差。

　　本文描述了一個項目的基礎和結果，該項目研究了不同質(zhì)量參數(shù)對由此產(chǎn)生的傳動誤差和激勵力的影響。為了實現(xiàn)這一點，在理論理想的齒廓基礎上應用了正弦性質(zhì)的修正。可以修改振幅長度和波度的初值，可單獨應用于齒廓齒形或者齒長方向，或在兩者上進行同時應用。然后對傳動誤差、激勵力等對振動原因的基本影響進行了評估，得到了相關結果。

　　波形的振幅或高度取決于允許的最大輪廓形式偏差ffα。然而，波形長度或初始值在生產(chǎn)過程中可以發(fā)生變化，但對ffα沒有任何影響。因此，有必要考慮到不同波形的效果驗證。這可以通過結合不同變化的振幅、長度和相位角來自動實現(xiàn)，以便進行計算。然后，可以揭示傳動誤差和其他值的變化，并用于預測質(zhì)量對NVH性能的影響。本文同時介紹并討論了該方法在一些現(xiàn)有齒輪傳動總成中的應用。

　　考慮到齒輪加工工藝的設計方法

　　齒輪副設計和齒面形貌修型

　　當齒輪副尺寸確定時，根據(jù)負載、速度和輸出減速比等要求創(chuàng)建齒輪副傳動原理圖。這種原理圖可以在驅(qū)動系統(tǒng)軟件設計包中非常有效地建模。齒輪、軸和軸承的尺寸可以通過軟件中的尺寸功能來定義。通過以上方法，設計人員可以很快創(chuàng)造能夠滿足基本要求的初稿，如最低安全系數(shù)和/或使用壽命。

　　圖1代表了利用KISSsoft軟件進行齒輪傳動系統(tǒng)設計的原理圖及相關模型。

圖1 利用KISSsoft建立的齒輪傳動系統(tǒng)原理圖及三維數(shù)字模型

　　在將齒輪箱尺寸調(diào)整到給定的局部邊界和其他約束條件后，需要對齒輪箱進行靜態(tài)和動態(tài)仿真。這使相關技術專家能夠確定哪些齒面修型是必要的，以避免在載荷下變形造成的輪齒失效。如今，齒廓和齒長方向修型會專門旨在減少振動激勵(噪聲的來源)或傳動效率的損失，以上兩個因素都是非常重要的。這種輪齒的修型是由于純粹的功能性性質(zhì)的原因。通常這樣的修型是在齒廓或在齒長方向上設定不同的鼓形。

　　純粹由于功能原因而定義的齒面修型通常可以完全通過制造工藝實現(xiàn)。那么，制造部門的任務是盡可能準確地實現(xiàn)這種以功能導向的齒面修型。

　　齒輪制造工藝

　　有許多不同的工藝可以制造圓柱齒輪，如圖2所示。對于熱前齒面加工，可提供滾齒、輪廓銑削、成型、拉削或刮削等不同的工藝方式。熱后硬齒面精加工工藝較少，主要是展成磨削、成型磨削和齒輪珩齒加工。齒輪是基于刀具的幾何形狀和工藝的相互運動來展成加工的。相互運動關系是由機床的控制軟件計算，使用理論齒輪數(shù)據(jù)和所需的齒面修型數(shù)據(jù)。

圖2 齒輪產(chǎn)品的通用制造流程

　　通常，設計部門設計的齒輪很少會關注討論生產(chǎn)過程。如果生產(chǎn)是外包的，就像現(xiàn)在經(jīng)常發(fā)生的情況一樣，在設計階段通常沒有決定誰將生產(chǎn)齒輪，或?qū)⑹褂媚膫€工藝方式。

　　在設計過程中考慮到生產(chǎn)工藝

　　每一種生產(chǎn)工藝(圖2)都有自己特定的原理，可以使加工方法很好地展成特定的修型齒面，或者完全不能生產(chǎn)所需齒形。生產(chǎn)過程中的機床操作者面臨的是展成一種無法通過數(shù)學方法精確地創(chuàng)建的修型齒面的問題。因此，所需的修正或多或少與近似值相關聯(lián)。機床操作者能夠盡可能的加工出來與所需的修型齒面相關聯(lián)的齒輪。在生產(chǎn)過程中，通過齒形或者齒向測量來檢查所需修型的公差范圍。這個過程對于檢查齒面形貌修型的用途有限。齒輪生產(chǎn)需要一個合理的公差范圍，否則生產(chǎn)成本可能會過高。在給定的公差內(nèi)生產(chǎn)的齒輪是否具有設計者預期的齒輪性能，這個問題仍然會存在。

圖3 齒廓偏差的描述及范圍

　　例如，輪廓形式偏差的定義方式是，如圖3所示的虛線將盡可能移動到左右(顯示為細線)，以接觸測量齒廓情況時，顯示為一條粗藍線。根據(jù)ISO 1328，齒廓誤差向左和向右偏移的距離就解釋了齒廓的誤差ffa。很明顯，有一些不同的輪廓形式都有相同的ffa值。這個加工方法只能部分地評估這種特殊偏差對齒輪噪聲特性的影響。這同樣適用于齒長方向的偏差。