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齿轮减速机传动的降噪措施解析
【发布人:江苏奥德减速机】【发布时间:2013/6/25】【阅读次数:1425】
  1 、齿轮减速机齿轮的类型选择与材料:直齿轮的主要缺点在于它们会产生振动,不论是由于设计,制造或形变等方面的原因。在同一时刻沿整个齿面上可能发生渐开线外形的一些变化,这将导致每齿一次的有规律的激励,由此产生的振动既在齿轮上产生冲击载荷,又引起噪声。而斜齿轮的啮合点是在渐开线齿廓的不同位置,从而产生了一个补偿齿轮误差的作用。因此斜齿轮的噪声要比直齿轮低,有时可低大约12dB.
  齿轮材料也是一个影响噪声的因素,一般来说,用低弹性模量的材料制造齿轮,可使噪声降低。塑料的弹性模量较小,约为3. 0N/ m m3,约为钢的1. 5%.在齿宽不变的情况下,塑料齿轮可以减小啮合刚度70倍,模压加工与切削加工的塑料齿轮都是很精确的。即使取其误差为钢齿轮的2. 5倍,其噪声仍可降低30dB.并且塑料齿轮比同样的钢齿轮价廉,所以对轻载齿轮传动来说,它是很经济的。家用设备常在高速电动机( 20000转/ min)轴上使用塑料齿轮,在低速输出轴上使用钢齿轮。使用衰减性能好的材料制造齿轮也可使噪声降低,铸铁的衰减性能比钢的好6- 10倍,而运转时,铸铁齿轮的噪声要比同条件下的钢齿轮低3 dB左右。但是衰减性能好的材料其强度均不高,因而使用复合齿轮这种形式可以解决这个问题,例如,若齿圈用钢质材料,幅板用铸铁材料,经热压制成复合齿轮,其噪声接近于全铸铁齿轮。它的优点在于:既有良好的齿强度,又有良好的衰减性能,同时由于齿圈与幅板分离,其界面间的摩擦阻尼可减小动态啮合激励的传递,因而也可起到降低噪声的作用。
  2齿顶修缘,减少基节误差若齿轮设计的重合度大于1,啮合将出现下列情况(见1) :
  从1可知,第一对齿和第二对齿同时啮合,接触B 1, D两点,随着主动轮顺时针方向旋转,该两对齿的接触点将移到C,B2两点,继续旋转,第一对齿脱离,只有第二对齿继续沿着N 1N2啮合运动,而当第二对齿的啮合运动到达C点时,第三对齿才进人B1点开始接触。因此DC段为单齿啮合区, B 1D, CB2为双齿啮合区。
  从理论上讲,若从动轮不修缘,主动轮在C点以上可以修缘(注:所谓C点以上是指从齿轮齿根向齿顶的方向) ;或者主动轮不修缘,从动轮在D点以上修缘,都不会影响啮合。由此可知,重合度大, DB2, B1 C段大, DC段短,其修缘长度要长些;反之应短些。
  上面所说的C, D点以上可以修缘,只是针对理论上一对齿接触情况而言,但实际上,由于各种因素的影响,修缘长度应大大减少,否则将会降低设计的重合度系数,使齿轮不能正常传动。
  修缘的作用在于:其一,可以改变原来一对齿轮在基节上的相对误差。其二,避免了从动轮齿顶尖与主动轮齿根的刮擦,从而实现了降噪。
  3选择合理的重合度系数,提高齿轮载荷的均匀性
  据机械原理可知,齿轮的重合度系数计算公式为:
  < Z 1( tana a 1 - t ana') + Z 2( tana a2 - tana') > / 2式中: Z1, Z2分别为两齿轮的齿数; a a1, a a2分别为两齿轮的齿顶圆压力角; a′为两齿轮的啮合角。
  首先,增大重合度可以减小单对齿的负载,使齿轮传动的连续性提高,从而可以减小啮入与啮出时的负载冲击,其次,随着啮合齿数的增加,单对轮齿的传动误差被均化,从而减小了轮齿的动态激励。这些特点都可以起到降低齿轮传动噪声的作用。人们经过多年实践,获得了重合度系数与许用值,作为检查和确定齿数的依据,见。
  4齿宽与螺旋角对噪声的影响
  如2所示:在齿轮参数相同的情况下,齿宽为50mm的齿轮比齿宽为10mm的齿轮其噪声的衰减性能约好5倍。
  在设计时,能够采用大螺旋角来减小齿轮的传动误差,这是因为大螺旋角增加了齿宽内的轴向齿距个数。给出了更好的平均效果,因而减小了传动误差。齿宽和螺旋角大一些,可以产生沿着齿向螺旋线的一个平均效果,从而达到不管负载多大传动误差以及周节差不超过5!m的量级,起到降噪的目的。实际上,对于斜齿轮来说增大螺旋角就相当于增大了重合度,从而可以降低齿轮的噪声。但是螺旋角增大,会使得轴向力增大,并且加工和安装难度也会增大,影响实际的重合度。
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