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齒輪減速機降噪措施的探討

Tags: R系列斜齒輪硬齒面減速機 發(fā)布時間: 2010-08-04

一、前言
　　隨著經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展及經(jīng)濟的全球化，人們對齒輪減速機的性能要求越來越高。齒輪減速機的噪聲已成為一個重要的重量綜合控制環(huán)節(jié)，齒輪減速機的噪聲控制水平不僅體現(xiàn)一個制造企業(yè)的綜合實力，而且直接受到有關(guān)環(huán)保法規(guī)的制約。因此，如何降低齒輪減速機的噪聲問題一直是人們致力于解決的一個熱點問題。
　　二、齒輪減速機降低噪聲措施的探討
　　降低齒輪減速機噪聲的方法有很多，根據(jù)目前已知的齒輪減速機噪聲形成因素，大致可以從設(shè)計、制造、安裝及使用維護等幾個方面進行分析探討。
　　1.設(shè)計
　　（1）原材料的選用   齒輪用材料主要有鋼、鑄鐵、銅合金和非金屬材料等。在滿足強度的前提下，可考慮使用非金屬材料。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，非金屬材料的強度有了很大的提高，而且采用它們能降低齒輪傳動的噪聲。
　　在材料選用方面鑄鐵比鋼具有可加工性好，耐磨性高，減振性好，噪聲低和成本低的優(yōu)點，但必須考慮其強度需滿足使用要求。
　　在鋼的材料中，采用低碳合金鋼可以減輕噪聲和振動，但在配對組合時，注意小齒輪的工作齒面硬度略高于大齒輪的工作齒面硬度。
　　在滿足強度的情況下，可以考慮采用不同材料的大小齒輪相嚙合，也可以達到降噪的目的。（2）齒輪參數(shù)的選用
　　1）在滿足彎曲疲勞強度的前提下，當中心距一定時，應(yīng)選用較多的齒數(shù)，這樣可以提高重合度，使傳動平穩(wěn)，減小噪聲。
　　在滿足傳動要求的前提下，應(yīng)盡量使大小齒輪的齒數(shù)互質(zhì)，以便分散和消除齒輪制造誤差對傳動的影響，也可以避免大小齒輪上某個齒周期性地相互嚙合，從而使傳動平穩(wěn)，減小噪聲。
　　2）采用較小壓力角可以使運轉(zhuǎn)噪聲減小，綜合考慮強度方面的影響，通常取標準值20°。
　　當結(jié)構(gòu)允許時，應(yīng)優(yōu)先考慮采用斜齒輪，與直齒輪相比其振動和噪聲都有很大程度的降低。一般要求螺旋角在8℃～20℃之間選用。
　　3）在用戶可以承受的經(jīng)濟能力下，設(shè)計時應(yīng)盡可能提高齒輪的精度等級。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。
　　為了降低齒輪減速機的噪聲，在選用齒側(cè)間隙時，若傳動為脈動性轉(zhuǎn)動，應(yīng)選用較小的齒側(cè)隙。若為較均衡的負荷，應(yīng)選用略大的齒側(cè)隙。
　�。�3）齒結(jié)構(gòu)的選用
　　1）在總體結(jié)構(gòu)和設(shè)計規(guī)范允許的條件下，適當?shù)卦黾育X寬。這樣可以使齒輪的單位負荷減少，使齒輪的變形變小，從而降低傳動噪聲。
　　2）在設(shè)計齒輪時，應(yīng)盡量避免采用實心結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)計成腹板式結(jié)構(gòu)。在滿足程度的情況下，應(yīng)盡量減輕齒輪重量。這樣可以使齒輪的固有頻率降低，從而降低嚙合的噪聲。
　　3）箱體的優(yōu)化設(shè)計能夠減小噪聲和振動。
　　具體的降噪方法有：采用聲學(xué)吸聲材料，采用組合隔離的架座，增加箱體的剛性等。
　　主要的設(shè)計原則是保證齒輪減速機的箱體及其他支承零件的共振與回轉(zhuǎn)速度、回轉(zhuǎn)速度的倍數(shù)以及輪齒的嚙合頻率最少相差20%。
　�。�4）軸承的選用   為了降低齒輪減速機的噪聲，在一般設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)使用要求，合理地選用滾動軸承的類型、配合和游隙。在高速傳動時，應(yīng)采用比滾動軸承運轉(zhuǎn)更平穩(wěn)的流體潤滑軸承。
　　2.制造和工藝
　�。�1）齒輪的修正   采用齒輪修緣能有效減小齒輪傳動中的撞擊。齒輪修緣包括齒頂修緣和齒根挖根以及齒向、齒廓的修緣，它們可以使凸起的齒面在嚙入和嚙出接觸中平穩(wěn)滑動，而不發(fā)生沖擊，并被償大小齒輪軸線較小的平行度，還可以改善在負載下因為輪齒變形而產(chǎn)生傳動誤差引起的噪聲。
　�。�2）制造過程中齒輪誤差、齒面表面粗糙度的控制重點控制制造過程中的齒形誤差、齒距誤差、齒向誤差及加工過程中齒面表面粗糙度，使加工中獲得最好的齒輪綜合質(zhì)量，可以大大降低齒輪引起的噪聲。
　�。�3）回轉(zhuǎn)件的動不平衡    回轉(zhuǎn)體的不平衡應(yīng)控制在小于6.6kg/（r/min）內(nèi)。
　�。�4）箱體中心距和軸承孔形位公差的控制控制好箱體中心距和軸承孔形位公差，能降低齒輪嚙合產(chǎn)生的噪聲。
　　3.裝配和安裝
　�。�1）裝配同心度的控制   裝配時兩軸的不同心會導(dǎo)致軸系運轉(zhuǎn)的不平衡，同時由于齒輪嚙合半邊松半邊緊，從而產(chǎn)生噪聲，所以在裝配時，要避免裝配的不同心。
　�。�2）選配裝配法   在裝配時，應(yīng)對零部件進行選配后再裝配。這樣能夠提高整個齒輪減速機裝配后的精度等級。
　　選配原則：選用同一臺機床加工出來的左右旋齒輪組裝；選用合適的齒輪側(cè)隙的齒輪配對安裝；選用合適的軸系裝配等。
　�。�3）零部件的緊固   為了控制齒輪減速機的運轉(zhuǎn)噪聲，緊固件一定要采用防松措施，并在裝配時按規(guī)定力矩擰緊；軸承和齒輪的裝配需可靠地防松，并調(diào)整好運轉(zhuǎn)間隙；附件的裝配需防松并擰緊。
　　（4）安裝注意事項   與齒輪減速機安裝的基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)計成不會引起振且不會傳遞相鄰基礎(chǔ)的振動，固定減速機的結(jié)構(gòu)必須剛性抗扭。安裝時，應(yīng)將齒輪減速機的安裝面清理干凈，并以規(guī)定力矩擰緊安裝螺栓，必要時有止動銷以防移位。這樣處理可以避免安裝檢動產(chǎn)生的噪聲。
　　4. 使用維護
　�。�1）可靠的潤滑   按照產(chǎn)品使用說明書加油和換油，保證減速機內(nèi)部的清潔度。
　�。�2）保證正常的工作溫度   工作溫升應(yīng)該控制在40℃內(nèi)，可防止工作溫升過大而產(chǎn)生的噪聲。
　　三、結(jié)論
　　齒輪減速機的噪聲問題是一個多種因素的復(fù)雜的問題，降低其噪聲是一個系統(tǒng)工程，任何一個部分出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致整體的失控，因此在設(shè)計、制造、安裝、使用和維護的每一個環(huán)節(jié)都應(yīng)該有效控制。

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