齒輪減速機傳動的降噪措施解析
齒輪減速機齒輪的類型選擇(xuanze)與材料直齒輪的主要不好的地方在於它們會產生振動,不論是由於設計,製造或形變等方麵的原因。在同一時刻沿整個齒麵上可能發生漸開線外形的一些變化,這將導致每齒一次的有規律的激勵,由此產生的振動既在齒輪上產生衝擊載荷,又引起噪聲。
傳動的降噪措施
1 、齒輪(Gear)減速機(Retarder)齒輪的類型選擇(xuanze)與材料(Material)直齒輪的主要缺點在於它們會產生振動,不論是由於設計,製造或形變等方麵的原因。齒輪減速機一般用於低轉速大扭矩的傳動設備,把電動機普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果,大小齒輪的齒數之比,就是傳動比。隨著減速機行業的不斷發展,越來越多的企業運用到了減速機。在同一時刻沿整個齒麵上可能發生漸開線外形的一些變化,這將導致每齒一次的有規律的激勵,由此產生的振動既在齒輪上產生衝擊載荷,又引起噪聲。而斜齒輪的"齧合(niè hé) "點是在漸開線齒廓的不同位置(position ),從而產生了一個補償齒輪誤差的作用。因此斜齒輪的噪聲要比直齒輪低,有時可低大約12dB.
齒輪材料也是一個影響噪聲的因素,一般來說,用低彈性模量的材料製造齒輪,可使噪聲降低(reduce)。塑料(結構:合成樹脂、增塑劑、穩定劑、色料)的彈性模量較小,約為
3. 0N/ m m3,約為鋼的
1. 5%.在齒寬不變的情況下,塑料齒輪可以減小"齧合(niè hé) "剛度70倍,模壓加工與切削加工的塑料齒輪都是很精確的。即使取其偏差為鋼齒輪的
2. 5倍,其噪聲仍可降低30dB.並且塑料(結構:合成樹脂、增塑劑、穩定劑、色料)齒輪比同樣的鋼齒輪價廉,所以對輕載齒輪傳動來說,它是很經濟的。家用設備常在高速電動機軸上使用塑料齒輪,在低速輸出軸上使用鋼齒輪。使用衰減(attenuation)性能好的材料製造齒輪也可使噪聲降低,鑄鐵的衰減性能比鋼的好6- 10倍,而運轉時,鑄鐵齒輪的噪聲要比同條件下的鋼齒輪低3 dB左右。但是衰減性能好的材料其強度均不高,因而使用複合齒輪這種形式可以解決這個問題(Emerson),例如,若齒圈用鋼質材料,幅板用鑄鐵材料,經熱壓製成複合齒輪,其噪聲接近於全鑄鐵齒輪。它的優點在於既有良好的齒強度,又有良好的衰減性能,同時由於齒圈與幅板分離,其界麵間的摩擦阻尼可減小動態"齧合(niè hé) "激勵的傳遞,因而也可起到降低噪聲的作用。
2齒頂修緣,最大化減少基節偏差若齒輪設計的重合度大於1,齧合將出現下列情況
從1可知,第一對齒和第二對齒同時齧合,接觸B 1, D兩點,隨著主動輪順時針方向旋轉,該兩對齒的接觸點將移到C,B2兩點,繼續旋轉,第一對齒脫離,隻有第二對齒繼續沿著N 1N2齧合運動,而當第二對齒的齧合運動到達C點時,第三對齒才進人B1點開始接觸。齒輪減速機我國廣泛運用在華東地區、華東地區、用於塔引入式起重機機械的回轉機構,廣泛應用於冶金、礦山、起重、運輸、水泥、建築、化工、紡織、印染、製藥等領域。因此DC段為單齒齧合區, B 1D, CB2為雙齒齧合區。
從理論上講,若從動輪不修緣,主動輪在C點以上可以修緣 ;或者主動輪不修緣,從動輪在D點以上修緣,都不會影響齧合。由此可知,重合度大, DB2, B1 C段大, DC段短,其修緣長度要長些;反之應短些。
上麵所說的C, D點以上可以修緣,隻是針對理論上一對齒接觸情況(Condition)而言,但實際上,由於各種因素(factor)的影響,修緣長度應大大最大化減少,否則將會降低(reduce)設計的重合度係數,使齒輪(Gear)不能正常傳動。
修緣的作用在於其一,可以改變原來一對齒輪(Gear)在基節上的相對誤差。其二,避免了從動輪齒頂尖與主動輪齒根的刮擦,從而實現了降噪。
3選擇合理的重合度係數,提高齒輪載荷的均勻(jūn yún)性
據機械原理可知,齒輪的重合度係數計算公式為
< Z 1 + Z 2 > / 2式中 Z1, Z2分別為兩齒輪(Gear)的齒數; a a1, a a2分別為兩齒輪的齒頂圓壓力角; a&GOOGLE PRime;為兩齒輪的齧合角。齒輪減速機一般用於低轉速大扭矩的傳動設備,把電動機普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果,大小齒輪的齒數之比,就是傳動比。隨著減速機行業的不斷發展,越來越多的企業運用到了減速機。
首先,增大重合度可以減小單對齒的負載,使齒輪傳動的連續性提高,從而可以減小齧入與齧出時的負載衝擊,其次,隨著齧合齒數的增加,單對輪齒的傳動誤差被均化,從而減小了輪齒的動態激勵(Excitation)。這些特點都可以起到降低齒輪傳動噪聲的作用。人們經過多年實踐,獲得了重合度係數與許用值,作為檢查和確定齒數的依據,見。
4齒寬與螺旋角對噪聲的影響
如2所示在齒輪參數相同的情況下,齒寬為50mm的齒輪比齒寬為10mm的齒輪其噪聲的衰減性能約好5倍。
在設計時,可以采用大螺旋角來減小齒輪的傳動誤差,這是因為大螺旋角增加了齒寬內的軸向齒距個數。給出了更好的平均效果,因而減小了傳動誤差。齒寬和螺旋角大一些,可以產生沿著齒向螺旋線的一個平均效果,從而達到不管負載(load)多大傳動誤差以及周節差不超過5!m的量級,起到降噪的目的。實際上,對於斜齒輪來說增大螺旋角就相當於增大了重合度,從而可以降低齒輪的噪聲。但是螺旋角增大,會使得軸向力增大,並且加工和安裝難度也會增大,影響實際的重合度。