Dzięki wielu zaletom, tj. wysokiej wydajności, ciasnej konstrukcji i stabilnemu współczynnikowi prędkości, przekładnia zębata jest szeroko stosowana w wielu dziedzinach przemysłu. Podczas pracy reduktora przekładni generowane są drgania skrzyni biegów, na skutek działania siły zazębienia pary kół zębatych, co nie tylko wpływa na stabilność układu przeniesienia napędu, ale także generuje hałas. Ponadto nadmierny hałas wytwarzany przez reduktor powoduje zmęczenie układu, napiętą komunikację i możliwe uszkodzenie słuchu.

Aby zapewnić cichą, płynną i bezpieczną pracę przekładni zębatej konieczne jest zrozumienie mechanizmów odpowiedzi dynamicznej i promieniowania hałasu reduktora, a jednocześnie ich redukcja jest bardzo pożądana. W literaturze opisano wiele prac dotyczących analizy drgań i hałasu skrzyni biegów.

Procedura analizy hałasowania skrzyni biegów

Błędy przekładni i wahania sztywności siatki mogą powodować wzbudzenie podczas zazębiania. Wzbudzenie to rozchodzi się z wałów zębatych do łożyska, wzbudza skrzynię biegów i generuje hałas reduktora, który promieniuje z powierzchni przekładni. Najlepsza metoda badająca temat bez względu na to, czy chodzi o skrzynie biegów Opel czy inne składa się z trzech oddzielnych etapów:

• obliczenia siły dynamicznej łożyska za pomocą koła zębatego dynamika układu transmisji,
• analiza drgań skrzyni biegów metodą elementów skończonych,
• analiza elementów brzegowych pola dźwiękowego.

W ten sposób opracowano procedurę przewidywania drgań i hałasu reduktora. Jako wzbudzenie przyjmuje się dynamiczną siłę łożyska, drgania przekładni i promieniujący hałas oblicza się za pomocą odpowiedniej metody.

Z analizowanego badania dotyczącego tego problemu wynika, że składowe częstotliwości o znacznych wartościach obserwuje się przy częstotliwości siatki 333 Hz i podwojeniu częstotliwości z trzema bardzo dużymi składowymi przy 2-krotnej częstotliwości siatki, 4-krotnej częstotliwości siatki i 5-krotnej częstotliwości siatki. Zależność między hałasem promieniowania a momentem obciążenia jest liniowo proporcjonalna, natomiast wraz ze wzrostem prędkości obrotowej główna składowa częstotliwościowa jest przekształcana ze składowej podwojonej wysokiej częstotliwości na składową podwajającą niską częstotliwość. Analizowany przypadek, jak i całe badanie, na kanwie którego stworzyliśmy ten artykuł to skuteczny sposób na przedstawienie charakterystyki promieniowania szumów skrzyni biegów, w której można łatwo uzyskać pasmo częstotliwości rezonansowej.

Jeśli jesteś zainteresowany tematem bardziej – w sieci internetowej można znaleźć dość sporo publikacji na ten temat, jak również pokrewne. Warto też porozmawiać z fachowcami, którzy mają problemy z takimi skrzyniami biegów na co dzień. W każdym razie jest to temat dla fanów motoryzacji, a nie osób niezainteresowanych tą tematyką w tak obszerny i pogłębiony sposób. Wtedy można ten temat traktować jedynie jako ciekawostkę branżową do analizy.