擺線(xiàn)針輪減速機傳動(dòng)中的降噪問(wèn)題
發(fā)布于：2020-10-21 09:34:55 點(diǎn)擊量：
在減速機的設計中，齒輪傳動(dòng)作為主要的動(dòng)力傳遞和減速裝置，已廣泛用于機械工業(yè)領(lǐng)域。但是，隨著(zhù)對齒輪箱噪聲控制的需求不斷增加，齒輪傳動(dòng)噪聲控制已成為現代減速機設計和制造中生產(chǎn)質(zhì)量控制的重要組成部分。通過(guò)分析齒輪傳動(dòng)中產(chǎn)生噪聲的機理，研究了機械傳動(dòng)中擺線(xiàn)針輪減速機產(chǎn)生噪聲的原因，然后根據產(chǎn)生噪聲的原因提出了相應的降噪措施和處理方法，從而降低了噪聲?？茖W(xué)的理論基礎。
在工業(yè)機械的設計中，齒輪傳動(dòng)是擺線(xiàn)針輪減速機的主要部分，也是系統動(dòng)力傳遞的主要形式，因此齒輪作為機械傳動(dòng)的主要作用，在整個(gè)機械系統中起著(zhù)重要的作用。齒輪傳動(dòng)性能的評估只集中在傳動(dòng)效率，平穩性，可靠性等方面，而忽略了齒輪傳動(dòng)噪聲的問(wèn)題。隨著(zhù)機械設備性能質(zhì)量要求的提高，對工作環(huán)境的要求也越來(lái)越高，這使得減速機的齒輪傳動(dòng)噪聲問(wèn)題突出，成為機械傳動(dòng)中需要解決的問(wèn)題。
1.齒輪傳動(dòng)中產(chǎn)生噪音。
1.1系統驅動(dòng)器錯誤。
在齒輪傳動(dòng)中，整個(gè)機械系統的組成往往更為復雜，整個(gè)齒輪箱作為一個(gè)復雜的傳動(dòng)系統，在力的轉化過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生多達數十種固有頻率，因此振動(dòng)形式是多種多樣的。在物理學(xué)中，我們知道聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的，而振動(dòng)是由任何系統驅動(dòng)器產(chǎn)生的。在系統傳輸中，振動(dòng)是由系統錯誤引起的，這是振動(dòng)的主要原因。
1.2齒輪傳動(dòng)錯誤。
齒輪傳動(dòng)中產(chǎn)生噪音的主要原因是逐漸斷開(kāi)管路的誤差或齒輪之間相鄰螺距的誤差。齒輪傳動(dòng)中的振動(dòng)幅度和振動(dòng)頻率是衡量齒輪噪聲大小的主要指標，在噪聲研究中具有重要意義。但是，齒輪系統的機械響應實(shí)際上非常復雜，因此可以通過(guò)調節勵磁來(lái)改變系統的固有頻率?？傊?，齒輪驅動(dòng)誤差是作用在齒輪和整個(gè)系統上并引起它們響應的擾動(dòng)因素，從而導致噪聲通過(guò)空氣向外傳播。
2.分析擺線(xiàn)針輪減速機機械驅動(dòng)中的噪聲原因。
2.1參數因素。
?。?）齒輪精度。齒輪精度是衡量其設計和加工質(zhì)量的重要指標，高精度齒輪在機械傳動(dòng)過(guò)程中運轉平穩，產(chǎn)生的噪音較小。但是，在實(shí)際的齒設計和加工中，出于經(jīng)濟原因，為了降低成本，設計人員經(jīng)常會(huì )滿(mǎn)足基本強度的要求，選擇低精度齒輪等級的下限，因此忽略了精度等級，低精度齒輪噪音和側隙是主要因素，導致噪音增加。
?。?）齒輪寬度。在齒輪傳動(dòng)裝置允許的設計范圍內，盡可能增加磨邊齒輪齒的寬度，這樣可以增加接觸面積，不僅可以提高齒輪負荷能力，而且可以提高齒輪齒傳動(dòng)的平整度，減少振動(dòng)，達到減少噪音的目的。
?。?）螺距和壓力角。在適當的范圍內減小螺距可增加嚙合的齒數，并增加齒的重新嚙合，從而減少?lài)Ш淆X輪的偏轉，提高傳動(dòng)效率并減少噪音的產(chǎn)生。另外，較小的壓力角可使齒輪的接觸角和側向再集成度增加，從而使傳動(dòng)穩定，降低噪音，提高傳動(dòng)精度。
2.2精度系數。
?。?）嚙合平滑度精度。齒輪的工作平穩度精度是指齒輪傳動(dòng)中齒輪瞬時(shí)速比的變化要求。一周的齒輪旋轉過(guò)程中會(huì )多次發(fā)生轉角錯誤，并且在齒輪嚙合期間瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化會(huì )導致齒輪產(chǎn)生多種沖擊并形成振動(dòng)，從而導致齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生噪音。
?。?）齒輪接觸精度。齒輪接觸斑點(diǎn)的大小是評估齒輪接觸精度的主要指標，接觸點(diǎn)太小將不可避免地引起齒輪傳動(dòng)噪聲的增加。齒輪接觸精度低是由于齒的方向誤差影響齒的側向接觸面積，而齒輪齒基接頭的偏差和輪廓誤差將影響齒的側向接觸面積。
?。?）齒輪運動(dòng)精度。齒輪的運動(dòng)精度主要表示運動(dòng)傳遞的精度，即齒輪嚙合后的角度誤差的大極限。齒輪旋轉一周后，齒輪環(huán)徑向跳動(dòng)的累積齒間誤差會(huì )產(chǎn)生低頻噪音，尤其是當齒間累積誤差逐漸增大時(shí)，這會(huì )在齒輪嚙合時(shí)產(chǎn)生影響，從而導致變速在轉角速度上，導致噪聲顯著(zhù)增加。
2.3裝配系數。
?。?）齒輪軸向組裝間隙太小。如果齒輪在組裝前沒(méi)有及時(shí)清除毛刺，則會(huì )在嚙合期間損壞齒輪端面與前后蓋之間的接合面，從而降低齒輪的運動(dòng)精度和噪音。
?。?）雜項影響。齒輪箱由于雜物的進(jìn)入，導致齒間磨損增加，齒輪在旋轉過(guò)程中的光滑度降低，不僅降低了齒輪傳動(dòng)的效率，而且使噪音增大。
機械傳動(dòng)中擺線(xiàn)針輪減速機的降噪措施。
3.1齒輪參數經(jīng)過(guò)合理優(yōu)化。
?。?）適當增大主動(dòng)齒輪的螺旋角。因為當螺旋角增加時(shí)，齒輪重新裝配增加，這大大降低了噪音。然后，當螺旋角太大時(shí)，會(huì )導致齒輪加工和安裝操作性差，對安裝精度的要求很高，如果不能達到精度，則會(huì )使實(shí)際的重新嚙合度變小，其噪音減小效果比螺旋角較小時(shí)差，因此請選擇適當的螺旋角。
?。?）增加邊緣齒輪的寬度。適當增加牙齒的寬度將增加牙齒的嚙齒動(dòng)物，從而增強牙齒驅動(dòng)器的平滑度。因此，齒輪的齒寬越大，其平滑度越好，降噪效果越好。
?。?）提高齒輪精度。齒輪精度的提高將大大改善齒表面的粗糙度，從而提高齒輪的運動(dòng)精度并有效地降低噪音。
3.2合理選擇齒面硬度，齒輪側隙通過(guò)實(shí)驗可以得出結論：通常模塊的齒輪側隙小于0.04mm，噪音低。因此，在設計中適當減小齒輪側間隙可以降低噪音。另外，在相同材料和精度的情況下，軟齒面比硬齒面噪聲小1.5-6dB，當主動(dòng)齒輪硬度比磨邊齒輪硬度高2-3HBC時(shí)采用C，可以有效降低噪聲。
3.3側面的特殊處理如果齒輪強度設計允許，則可以使用高阻尼鑄鐵或某些非金屬材料進(jìn)行齒輪加工，或者可以通過(guò)在側面涂以非金屬材料進(jìn)行處理。因為選擇具有良好塑性和韌性的材料可以減少齒輪嚙合力和物線(xiàn)的沖擊，所以通過(guò)減少振動(dòng)和沖擊的方法，可以有效地降低噪音。
3.4改善齒輪的潤滑條件齒輪的潤滑是根據齒輪的圓周速度來(lái)選擇合適的潤滑方法和潤滑劑，從而可以有效地降低噪音。因此，要根據減速機和工況的不同來(lái)選擇合適的潤滑方式和潤滑劑。另外，對于在高溫下運行的減速機，僅通過(guò)油箱的潤滑將無(wú)法滿(mǎn)足保濕和要求，因此要結合循環(huán)油潤滑和其他潤滑方式。
3.5齒輪箱結構的合理設計在齒輪箱的齒輪箱設計過(guò)程中，合理的齒輪箱結構可以增加齒輪箱的密封性，具有良好的降噪效果。因此，齒輪設計成盡可能封閉的結構，在組合箱體安裝減震裝置的同時(shí)，將減速機安裝在固定的座椅或支架上，使用這些方法可以有效地降低噪音。另外，在對減速機的噪音要求高的情況下，可以在箱體的表面上設置諸如泡沫的阻尼材料層，以減小減速機的噪音。
本文通過(guò)研究傳動(dòng)噪聲產(chǎn)生的運動(dòng)，分析了減速機齒輪傳動(dòng)過(guò)程中的噪聲產(chǎn)生原因，并提出了相應的降噪方法。但是，隨著(zhù)人們生活水平的提高和對噪聲控制的要求不斷提高，對減速機降噪的研究需要進(jìn)一步深化，以找到更有效的降噪方法。
1.齒輪傳動(dòng)中產(chǎn)生噪音。
1.1系統驅動(dòng)器錯誤。
在齒輪傳動(dòng)中，整個(gè)機械系統的組成往往更為復雜，整個(gè)齒輪箱作為一個(gè)復雜的傳動(dòng)系統，在力的轉化過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生多達數十種固有頻率，因此振動(dòng)形式是多種多樣的。在物理學(xué)中，我們知道聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的，而振動(dòng)是由任何系統驅動(dòng)器產(chǎn)生的。在系統傳輸中，振動(dòng)是由系統錯誤引起的，這是振動(dòng)的主要原因。
1.2齒輪傳動(dòng)錯誤。
齒輪傳動(dòng)中產(chǎn)生噪音的主要原因是逐漸斷開(kāi)管路的誤差或齒輪之間相鄰螺距的誤差。齒輪傳動(dòng)中的振動(dòng)幅度和振動(dòng)頻率是衡量齒輪噪聲大小的主要指標，在噪聲研究中具有重要意義。但是，齒輪系統的機械響應實(shí)際上非常復雜，因此可以通過(guò)調節勵磁來(lái)改變系統的固有頻率?？傊?，齒輪驅動(dòng)誤差是作用在齒輪和整個(gè)系統上并引起它們響應的擾動(dòng)因素，從而導致噪聲通過(guò)空氣向外傳播。
2.分析擺線(xiàn)針輪減速機機械驅動(dòng)中的噪聲原因。
2.1參數因素。
?。?）齒輪精度。齒輪精度是衡量其設計和加工質(zhì)量的重要指標，高精度齒輪在機械傳動(dòng)過(guò)程中運轉平穩，產(chǎn)生的噪音較小。但是，在實(shí)際的齒設計和加工中，出于經(jīng)濟原因，為了降低成本，設計人員經(jīng)常會(huì )滿(mǎn)足基本強度的要求，選擇低精度齒輪等級的下限，因此忽略了精度等級，低精度齒輪噪音和側隙是主要因素，導致噪音增加。
?。?）齒輪寬度。在齒輪傳動(dòng)裝置允許的設計范圍內，盡可能增加磨邊齒輪齒的寬度，這樣可以增加接觸面積，不僅可以提高齒輪負荷能力，而且可以提高齒輪齒傳動(dòng)的平整度，減少振動(dòng)，達到減少噪音的目的。
?。?）螺距和壓力角。在適當的范圍內減小螺距可增加嚙合的齒數，并增加齒的重新嚙合，從而減少?lài)Ш淆X輪的偏轉，提高傳動(dòng)效率并減少噪音的產(chǎn)生。另外，較小的壓力角可使齒輪的接觸角和側向再集成度增加，從而使傳動(dòng)穩定，降低噪音，提高傳動(dòng)精度。
2.2精度系數。
?。?）嚙合平滑度精度。齒輪的工作平穩度精度是指齒輪傳動(dòng)中齒輪瞬時(shí)速比的變化要求。一周的齒輪旋轉過(guò)程中會(huì )多次發(fā)生轉角錯誤，并且在齒輪嚙合期間瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化會(huì )導致齒輪產(chǎn)生多種沖擊并形成振動(dòng)，從而導致齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生噪音。
?。?）齒輪接觸精度。齒輪接觸斑點(diǎn)的大小是評估齒輪接觸精度的主要指標，接觸點(diǎn)太小將不可避免地引起齒輪傳動(dòng)噪聲的增加。齒輪接觸精度低是由于齒的方向誤差影響齒的側向接觸面積，而齒輪齒基接頭的偏差和輪廓誤差將影響齒的側向接觸面積。
?。?）齒輪運動(dòng)精度。齒輪的運動(dòng)精度主要表示運動(dòng)傳遞的精度，即齒輪嚙合后的角度誤差的大極限。齒輪旋轉一周后，齒輪環(huán)徑向跳動(dòng)的累積齒間誤差會(huì )產(chǎn)生低頻噪音，尤其是當齒間累積誤差逐漸增大時(shí)，這會(huì )在齒輪嚙合時(shí)產(chǎn)生影響，從而導致變速在轉角速度上，導致噪聲顯著(zhù)增加。
2.3裝配系數。
?。?）齒輪軸向組裝間隙太小。如果齒輪在組裝前沒(méi)有及時(shí)清除毛刺，則會(huì )在嚙合期間損壞齒輪端面與前后蓋之間的接合面，從而降低齒輪的運動(dòng)精度和噪音。
?。?）雜項影響。齒輪箱由于雜物的進(jìn)入，導致齒間磨損增加，齒輪在旋轉過(guò)程中的光滑度降低，不僅降低了齒輪傳動(dòng)的效率，而且使噪音增大。
機械傳動(dòng)中擺線(xiàn)針輪減速機的降噪措施。
3.1齒輪參數經(jīng)過(guò)合理優(yōu)化。
?。?）適當增大主動(dòng)齒輪的螺旋角。因為當螺旋角增加時(shí)，齒輪重新裝配增加，這大大降低了噪音。然后，當螺旋角太大時(shí)，會(huì )導致齒輪加工和安裝操作性差，對安裝精度的要求很高，如果不能達到精度，則會(huì )使實(shí)際的重新嚙合度變小，其噪音減小效果比螺旋角較小時(shí)差，因此請選擇適當的螺旋角。
?。?）增加邊緣齒輪的寬度。適當增加牙齒的寬度將增加牙齒的嚙齒動(dòng)物，從而增強牙齒驅動(dòng)器的平滑度。因此，齒輪的齒寬越大，其平滑度越好，降噪效果越好。
?。?）提高齒輪精度。齒輪精度的提高將大大改善齒表面的粗糙度，從而提高齒輪的運動(dòng)精度并有效地降低噪音。
3.2合理選擇齒面硬度，齒輪側隙通過(guò)實(shí)驗可以得出結論：通常模塊的齒輪側隙小于0.04mm，噪音低。因此，在設計中適當減小齒輪側間隙可以降低噪音。另外，在相同材料和精度的情況下，軟齒面比硬齒面噪聲小1.5-6dB，當主動(dòng)齒輪硬度比磨邊齒輪硬度高2-3HBC時(shí)采用C，可以有效降低噪聲。
3.3側面的特殊處理如果齒輪強度設計允許，則可以使用高阻尼鑄鐵或某些非金屬材料進(jìn)行齒輪加工，或者可以通過(guò)在側面涂以非金屬材料進(jìn)行處理。因為選擇具有良好塑性和韌性的材料可以減少齒輪嚙合力和物線(xiàn)的沖擊，所以通過(guò)減少振動(dòng)和沖擊的方法，可以有效地降低噪音。
3.4改善齒輪的潤滑條件齒輪的潤滑是根據齒輪的圓周速度來(lái)選擇合適的潤滑方法和潤滑劑，從而可以有效地降低噪音。因此，要根據減速機和工況的不同來(lái)選擇合適的潤滑方式和潤滑劑。另外，對于在高溫下運行的減速機，僅通過(guò)油箱的潤滑將無(wú)法滿(mǎn)足保濕和要求，因此要結合循環(huán)油潤滑和其他潤滑方式。
3.5齒輪箱結構的合理設計在齒輪箱的齒輪箱設計過(guò)程中，合理的齒輪箱結構可以增加齒輪箱的密封性，具有良好的降噪效果。因此，齒輪設計成盡可能封閉的結構，在組合箱體安裝減震裝置的同時(shí)，將減速機安裝在固定的座椅或支架上，使用這些方法可以有效地降低噪音。另外，在對減速機的噪音要求高的情況下，可以在箱體的表面上設置諸如泡沫的阻尼材料層，以減小減速機的噪音。
本文通過(guò)研究傳動(dòng)噪聲產(chǎn)生的運動(dòng)，分析了減速機齒輪傳動(dòng)過(guò)程中的噪聲產(chǎn)生原因，并提出了相應的降噪方法。但是，隨著(zhù)人們生活水平的提高和對噪聲控制的要求不斷提高，對減速機降噪的研究需要進(jìn)一步深化，以找到更有效的降噪方法。
