減速機噪聲的成因及解決辦法之設計篇
傳統衡量減速機性能的三個(gè)主要因素是:負載能力、疲勞壽命和運轉精度,往往忽略了傳動(dòng)噪音。隨著(zhù)ISO14000、ISO18000兩項標準的相繼頒布,控制減速機傳動(dòng)噪音這一因素的重要性日趨明顯,工業(yè)發(fā)展與需求對減速機的傳動(dòng)誤差要求更為嚴格,對噪聲控制的要求也越來(lái)越高。
目前,減速機噪音形成因素,大致可從內、外嚙合齒輪的設計、制造、安裝、使用維護等幾個(gè)方面進(jìn)行分析。
本篇小編單從設計這方面來(lái)給大家詳細解說(shuō)一下。
設計減速機時(shí),設計者往往從經(jīng)濟因素考慮,盡可能比較經(jīng)濟的確定齒輪精度等級,忽略精度等級是齒輪產(chǎn)生噪聲與側隙的標記。美國齒輪制造協(xié)會(huì )曾通過(guò)大量的齒輪研究,確定高精度等級齒輪比低精度等級齒輪產(chǎn)生的噪聲要小的多。因此,在條件允許的情況下,應盡可能提高齒輪的精度等級,既能減少傳動(dòng)誤差,又可減小噪聲。
在減速機傳動(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荷。降低輪齒撓曲,減少噪聲激勵,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(xiàn)梯度高。同時(shí)增長(cháng)齒輪寬度還能加大齒輪的承載能力,提高減速機的承載力矩。
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,因此運轉噪聲小、精度高。
正確合理選擇變位系數,不但可以湊合中心距,避免齒輪根切,保證滿(mǎn)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)設計一般是按彎曲疲勞強度來(lái)進(jìn)行的,在選擇變位系數時(shí),應保證使相嚙合的輪齒具有相等的彎曲強度。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)設計一般是按接觸疲勞強度來(lái)進(jìn)行的,在選擇變位系數時(shí),應保證使盡可能大的接觸疲勞強度與疲勞壽命。
合理選擇變位系數的限制條件有:
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),如果一輪齒頂的漸開(kāi)線(xiàn)與另一輪齒根的過(guò)渡曲線(xiàn)接觸,由于過(guò)渡曲線(xiàn)不是漸開(kāi)線(xiàn),故兩齒廓在接觸點(diǎn)的公法線(xiàn)不能通過(guò)固定的節點(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(guò)渡曲線(xiàn)干涉”在選擇變位系數時(shí),避免。
將齒頂的齒形切削成比正確的漸開(kāi)曲線(xiàn)略呈凸形。當齒輪齒面受外力產(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(cháng)齒輪壽命。要注意不能修整過(guò)量,過(guò)量修整等于增加了齒形誤差,將對嚙合產(chǎn)生不良影響。
在選擇用不同結構形式的齒輪時(shí),對其特定結構建立聲輻射模型,進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,對齒輪傳動(dòng)系統噪聲進(jìn)行預先評估。以便根據使用者的不同要求(使用場(chǎng)所,是否無(wú)人操作,是否在城區內,地上、地下建筑物有無(wú)特定要求,是否有噪聲防護,或無(wú)其他特定要求)去滿(mǎn)足。
根據在不同轉速條件下對減速機的試驗表明,隨著(zhù)減速機輸入轉速的增加,噪聲也將增大。
試驗研究表明,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(lèi)型箱體噪聲級平均低5dB。對減速機箱體進(jìn)行共振測試,找出共振位置,增加適當的筋條(板),可以提高箱體的剛度,減少箱體的振動(dòng),實(shí)現降噪。多級傳動(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,沖擊及振動(dòng)小,噪聲低。