減速機(jī)噪聲的成因及解決辦法之設(shè)計(jì)篇
傳統(tǒng)衡量減速機(jī)性能的三個(gè)主要因素是:負(fù)載能力、疲勞壽命和運(yùn)轉(zhuǎn)精度,往往忽略了傳動(dòng)噪音。隨著ISO14000、ISO18000兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的相繼頒布,控制減速機(jī)傳動(dòng)噪音這一因素的重要性日趨明顯,工業(yè)發(fā)展與需求對減速機(jī)的傳動(dòng)誤差要求更為嚴(yán)格,對噪聲控制的要求也越來越高。
目前,減速機(jī)噪音形成因素,大致可從內(nèi)、外嚙合齒輪的設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用維護(hù)等幾個(gè)方面進(jìn)行分析。
本篇小編單從設(shè)計(jì)這方面來給大家詳細(xì)解說一下。
設(shè)計(jì)減速機(jī)時(shí),設(shè)計(jì)者往往從經(jīng)濟(jì)因素考慮,盡可能比較經(jīng)濟(jì)的確定齒輪精度等級(jí),忽略精度等級(jí)是齒輪產(chǎn)生噪聲與側(cè)隙的標(biāo)記。美國齒輪制造協(xié)會(huì)曾通過大量的齒輪研究,確定高精度等級(jí)齒輪比低精度等級(jí)齒輪產(chǎn)生的噪聲要小的多。因此,在條件允許的情況下,應(yīng)盡可能提高齒輪的精度等級(jí),既能減少傳動(dòng)誤差,又可減小噪聲。
在減速機(jī)傳動(dòng)空間允許時(shí),增加齒輪寬度,可以減少恒定扭矩下的單位負(fù)荷。降低輪齒撓曲,減少噪聲激勵(lì),從而降低傳動(dòng)噪聲。德國H奧帕茲的研究表明,扭矩恒定時(shí),小齒寬比大齒寬噪聲曲線梯度高。同時(shí)增長齒輪寬度還能加大齒輪的承載能力,提高減速機(jī)的承載力矩。
小齒距能保證有較多的輪齒同時(shí)接觸,齒輪重疊增多,減少單個(gè)齒輪撓曲,降低傳動(dòng)噪聲,提高傳動(dòng)精度。較小的壓力角由于齒輪接觸角和橫向重疊比都比較大,因此運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小、精度高。
正確合理選擇變位系數(shù),不但可以湊合中心距,避免齒輪根切,保證滿足同心條件,改善齒輪的傳動(dòng)性能和提高其承載能力及提高齒輪的使用壽命,還可以有效控制側(cè)隙、溫升與噪聲。在閉式齒輪傳動(dòng)中,對與硬齒面(硬度:350HBS)的齒輪,其主要失效形式是齒根疲勞折斷,這種齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)一般是按彎曲疲勞強(qiáng)度來進(jìn)行的,在選擇變位系數(shù)時(shí),應(yīng)保證使相嚙合的輪齒具有相等的彎曲強(qiáng)度。對與軟齒面(硬度#lt;350HBS)的齒輪,其主要失效形式是疲勞點(diǎn)蝕,這種齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)一般是按接觸疲勞強(qiáng)度來進(jìn)行的,在選擇變位系數(shù)時(shí),應(yīng)保證使盡可能大的接觸疲勞強(qiáng)度與疲勞壽命。
合理選擇變位系數(shù)的限制條件有:
①保證被切齒輪不發(fā)生根切;
②保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性,重合度大于1,一般要求大于1.2;
③保證齒頂有一定厚度;
④一對齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí),如果一輪齒頂?shù)臐u開線與另一輪齒根的過渡曲線接觸,由于過渡曲線不是漸開線,故兩齒廓在接觸點(diǎn)的公法線不能通過固定的節(jié)點(diǎn),因而引起傳動(dòng)比的變化,還可能使兩輪卡住不動(dòng),這種“過渡曲線干涉”在選擇變位系數(shù)時(shí),避免。
將齒頂?shù)凝X形切削成比正確的漸開曲線略呈凸形。當(dāng)齒輪齒面受外力產(chǎn)生變形時(shí),可以避免對與之嚙合的齒輪產(chǎn)生干涉,并且可以降低噪音,延長齒輪壽命。要注意不能修整過量,過量修整等于增加了齒形誤差,將對嚙合產(chǎn)生不良影響。
在選擇用不同結(jié)構(gòu)形式的齒輪時(shí),對其特定結(jié)構(gòu)建立聲輻射模型,進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,對齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲進(jìn)行預(yù)先評估。以便根據(jù)使用者的不同要求(使用場所,是否無人操作,是否在城區(qū)內(nèi),地上、地下建筑物有無特定要求,是否有噪聲防護(hù),或無其他特定要求)去滿足。
根據(jù)在不同轉(zhuǎn)速條件下對減速機(jī)的試驗(yàn)表明,隨著減速機(jī)輸入轉(zhuǎn)速的增加,噪聲也將增大。
試驗(yàn)研究表明,采用圓筒形箱體對減震有利,在其他條件相同的情況下,圓筒形箱體比其它類型箱體噪聲級(jí)平均低5dB。對減速機(jī)箱體進(jìn)行共振測試,找出共振位置,增加適當(dāng)?shù)慕顥l(板),可以提高箱體的剛度,減少箱體的振動(dòng),實(shí)現(xiàn)降噪。多級(jí)傳動(dòng)時(shí)要求瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化盡量小,以保證傳動(dòng)平穩(wěn),沖擊及振動(dòng)小,噪聲低。