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减速机维修降低减速机运转时的齿轮传动噪声

减速机维修降低减速机运转时的齿轮传动噪声

 

经过多年研究,提出了通过优化齿轮参数,如变位系数、齿高系数、压力角、中心距,使啮入冲击速度降至最小,啮出冲击速度与啮入冲击速度的比值处于某一数值 范围,减小或避免啮合节圆冲击的齿轮设计方法,也可明显降低齿轮噪声。


降低减速机运转时的齿轮传动噪声已成为行业内的重要研究课题,国内外不少学者都把齿轮传动中轮齿啮合刚度的变化看成是齿轮动载、振动和噪声的主要因素。用 修形的方法,使其动载荷及速度波动减至最小,以达到降低噪声的目的。

这种方法在实践中证明是一种较有效的方法。但是用这种方法,工艺上需要有修形设备,广 大中、小厂往往无法实施。      

 

传统衡量减速机性能的三个主要因素是:负载能力、疲劳寿命和运转精度,往往忽略了传动噪音。随着ISO14000、ISO18000两项标准的相继颁布, 控制减速机传动噪音这一因素的重要性日趋明显,工业发展与需求对减速机的传动误差要求更为严格,对噪声控制的要求也越来越高。目前,减速机噪音形成因素, 大致可从内、外啮合齿轮的设计、制造、安装、使用维护等几个方面进行分析。

设计原因及对策

1.减速机内部齿轮精度等级 设计减速机时,设计者往往从经济因素考虑,尽可能比较经济的确定齿轮精度等级,忽略精度等级是齿轮产生噪声与侧隙的标记。美国齿轮制造协会曾通过大量的齿 轮研究,确定高精度等级齿轮比低精度等级齿轮产生的噪声要小的多。因此,在条件允许的情况下,应尽可能提高齿轮的精度等级,既能减少传动误差,又可减小噪 声。

2.减速机内部齿轮宽度 在减速机传动空间允许时,增加齿轮宽度,可以减少恒定扭矩下的单位负荷。降低轮齿挠曲,减少噪声激励,从而降低传动噪声。德国H奥帕兹的研究表明,扭矩恒 定时,小齿宽比大齿宽噪声曲线梯度高。同时增长齿轮宽度还能加大齿轮的承载能力,提高减速机的承载力矩。

3.减速机内部齿轮的齿距和压力角 小齿距能保证有较多的轮齿同时接触,齿轮重叠增多,减少单个齿轮挠曲,降低传动噪声,提高传动精度。较小的压力角由于齿轮接触角和横六角空心砖模具向重叠比都比较大,因 此运转噪声小、精度高。

4.减速机内部齿轮变位系数选择 正确合理选择变位系数,不但可以凑合中心距,避免齿轮根切,保证满足同心条件,改善齿轮的传动性能和提高其承载能力及提高齿轮的使用寿命,还可以有效控制 侧隙、温升与噪声。在闭式齿轮传动中,对与硬齿面(硬度> 350HBS)的齿轮,其主要失效形式是齿根疲劳折断,这种齿轮传动设计一般是按弯曲疲劳强度来进行的,在选择变位系数时,应保证使相啮合的轮齿具有相等 的弯曲强度。对与软齿面(硬度< 350HBS)的齿轮,其主要失效形式是疲劳点蚀,这种齿轮传动设计一般是按接触疲劳强度来进行的,在选择变位系数时,应保证使尽可能大的接触疲劳强度与 疲劳寿命。

合理选择变位系数的限制条件有:

①保证被切齿轮不发生根切;

②保证齿轮传动的平稳性,重合度必须大于1,一般要求大于1.2;

③保证齿顶有一定 厚度;

④一对齿轮啮合传动时,如果一轮齿顶的渐开线与另一轮齿根的过渡曲线接触,由于过渡曲线不是渐开线,故两齿廓在接触点的公法线不能通过固定的节点, 因而引起传动比的变化,还可能使两轮卡住不动,这种“过渡曲线干涉”在选择变位系数时,必须避免。

5.减速机内部齿轮齿形修整(修缘和修根)和齿顶倒角 将齿顶的齿形切削成比正确的渐开曲线略呈凸形。当齿轮齿面受外力产生变形时,可以避免对与之啮合的齿轮产生干涉,并且可以降低噪音,延长齿轮寿命。要注意 不能修整过量,过量修整等于增加了齿形误差,将对啮合产生不良影响。

6.齿轮声辐射特征分析 在选择用不同结构形式的齿轮时,对其特定结构建立声辐射模型,进行动力学分析,对齿轮传动系统噪声进行预先评估。以便根据使用者的不同要求(使用场所,是 否无人操作,是否在城区内,地上、地下建筑物有无特定要求,是否有噪声防护,或无其他特定要求)去满足。泰兴减速机厂

7. 减速机动力源运转速度 根据在不同转速条件下对减速机的试验表明,随着减速机输入转速的增加,噪声也将增大。

8.减速机箱体结构形式 试验研究表明,采用圆筒形箱体对减震有利,在其他条件相同的情况下,圆筒形箱体比其它类型箱体噪声级平均低5dB。对减速机箱体进行共振测试,找出共振位 置,增加适当的筋条(板),可以提高箱体的刚度,减少箱体的振动,实现降噪。多级传动时要求瞬时传动比的变化尽量小,以保证传动平稳,冲击及振动小,噪声 低。

制造原因及对策

1.减速机内部齿轮误差影响 齿轮制造过程齿形误差、基节偏差、齿向误差和齿圈径向跳动误差是导致行星减速机传动噪声的主要误差。也是控制行星减速机传动效率的一个问题点。现以齿形误 差与齿向误差做简单说明。 齿形误差小、齿面粗糙度小的齿轮,在相同试验条件下,其噪声比普通齿轮要小10dB。齿距误差小的齿轮,在相同试验条件下,其噪声级比普通齿轮要小 6~12dB。但如果有齿距误差存在,负载对齿轮噪声的影响将会减少。 齿向误差将导致传动功率不是全齿宽传递,泰兴减速机厂接 触区转向齿的这端面或那个端面,因局部受力增大轮齿挠曲,导致噪声级提高。但在高负载时,齿变形可以部分弥补齿向误差。

2.装配同心度和动平衡 装配不同心将导致轴系运转的不平衡,且由于齿论啮合半边松半边紧,共同导致噪声加剧。高精度齿轮传动装配时的不平衡将严重影响传动系统精度。

3.减速机内部齿面硬度 随着齿轮硬齿面技术的发展,其承载能力大、体积小、重量轻、传动精度高等特点使其应用领域日趋广泛。但为获得硬齿面采用的渗碳淬硬使齿轮产生变形,导致齿 轮传动噪声增大,寿命缩短。为减少噪声,需对齿面进行精加工。目前除采用传统的磨齿方法外,又发展出一种硬齿面刮削方法,通过修正齿顶和齿根,或把主被动 轮的齿形都调小,来减少齿轮啮入与啮出冲击,从而减少齿轮传动噪音。

 4.减速机系统指标检定 在装配前零部件的加工精度及对零部件的选配方法(完全互换,分组选配,单件选配等),将会影响到系统装配后的精度等级,其噪声等级也在影响范围之内,因 此,装配后对系统各项指标进行检定(或标定),对控制系统噪声是很关键的。

 

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