論圓柱齒輪減速器噪音控制

鄧奕 宋光輝

摘 要：對(duì)于減速器來(lái)說(shuō)齒輪嚙合是其主要噪聲源，影響噪聲產(chǎn)生的因素包括齒輪的制造精度、參數(shù)以及運(yùn)行條件，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于圓柱齒輪減速器來(lái)說(shuō)其噪聲會(huì)隨中心距增加，轉(zhuǎn)速升高，傳動(dòng)比減小而逐漸增加，減速器的運(yùn)行條件包括其載荷變化，潤(rùn)滑劑的選擇種類，傳動(dòng)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的誤差等都會(huì)從一定程度上影響最終的噪聲值大小，并且圓柱齒輪減速器的制造精確度也與噪聲大小有直接的聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：圓柱齒輪;減速器;噪音;特點(diǎn)

近年來(lái)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展噪聲污染已經(jīng)成為了世界四大污染之一，人們?cè)谌粘Ｉ钪虚L(zhǎng)期接觸噪聲不利于身體健康，目前齒輪傳動(dòng)產(chǎn)生的噪聲情況已經(jīng)成為衡量減速器質(zhì)量的重要指標(biāo)。在1989年我國(guó)發(fā)布了環(huán)境噪聲污染防治條例，社會(huì)各界逐漸重視噪聲污染問(wèn)題，針對(duì)減速器來(lái)說(shuō)在傳動(dòng)過(guò)程中形成噪聲主要是由于在運(yùn)行時(shí)齒輪嚙合周期性的變化，對(duì)箱體軸承產(chǎn)生作用力導(dǎo)致異常震動(dòng)，形成的噪聲，其次，由于減速器在加工過(guò)程中存在一定誤差，各齒輪之間捏合并不是普通滾動(dòng)，同時(shí)還伴隨滑動(dòng)摩擦，這些齒與齒輪之間的摩擦?xí)过X輪形成異常震動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生噪聲。衡量圓柱齒輪減速器質(zhì)量的重要指標(biāo)，即噪聲值。近年來(lái)隨著產(chǎn)品逐漸實(shí)現(xiàn)國(guó)際化，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)減速器噪聲有明確界限，要求有效控制減速器產(chǎn)生的噪聲。

1 減速機(jī)齒輪噪音控制辦法

由于在圓柱齒輪減速器制造過(guò)程中加工設(shè)備精確度以及工作人員技術(shù)水平參差不齊，導(dǎo)致在齒輪加工時(shí)會(huì)存在與原設(shè)計(jì)不符合的加工誤差，進(jìn)而產(chǎn)生一定噪聲，為能夠提高齒輪加工精確度，有效降低齒輪產(chǎn)生的噪聲，需要從箱體，齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及齒輪在加工過(guò)程中精確度這幾個(gè)角度進(jìn)行分析，具體來(lái)看：降低噪聲需要提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，由于齒輪在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)防噪是十分重要的，針對(duì)多級(jí)齒輪減速器來(lái)說(shuō)，如果在運(yùn)行過(guò)程中傳動(dòng)鏈較長(zhǎng)則很難降低噪聲，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況可以適當(dāng)縮短傳動(dòng)鏈，減少傳動(dòng)部件，從而顯著降低噪聲，而對(duì)于轉(zhuǎn)速較大的減速器來(lái)說(shuō)，由于線速度大，導(dǎo)致各傳動(dòng)件碰撞頻繁，因此也會(huì)產(chǎn)生明顯的噪聲。降低運(yùn)行過(guò)程中各部件的線速度可以有效降低噪聲，通過(guò)研究表明降低一倍線速度可降低6分貝的噪聲。除此之外，也可以使用增加齒數(shù)，減小壓力角或使用螺旋齒輪，增加齒輪各嚙合重合度，提高阻尼比，增加支撐件剛度等多種方式來(lái)降低減速器在運(yùn)行過(guò)程中的噪聲值，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中需要遵循以下思想：可以選擇大變位系數(shù)和適當(dāng)螺旋角度提高齒輪的彎曲強(qiáng)度，進(jìn)而使一對(duì)齒輪副在嚙合過(guò)程中，嚙合系數(shù)增加，以降低噪聲，其次在齒輪制造過(guò)程中，由于受到設(shè)備工藝以及操作人員的經(jīng)驗(yàn)水平等多種因素影響，導(dǎo)致無(wú)法使最終制造產(chǎn)品達(dá)到原設(shè)計(jì)要求，因此圓柱齒輪減速器在運(yùn)行中產(chǎn)生的噪聲也會(huì)受到影響，無(wú)論對(duì)于哪種減速器來(lái)說(shuō)，其齒輪加工精度都會(huì)從一定程度上影響最終其傳播噪聲。減速器主要用于設(shè)備傳遞扭矩和轉(zhuǎn)動(dòng)，減速器齒輪也具有這樣的作用，因此需要提高減速器齒輪的制造精確度，確保其工作實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，這種操作不僅能夠提高齒輪的使用壽命，同時(shí)在減速器運(yùn)行過(guò)程中，傳動(dòng)部件對(duì)整機(jī)的沖擊震動(dòng)較小，產(chǎn)生的噪聲也是比較小的，同時(shí)可確保在其他條件不變的情況下，減速器在運(yùn)行中受到影響較小，確保質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)行，因此提高齒輪的加工精度，提高齒輪齒面接觸區(qū)域面積是十分重要的。

在減速器處于運(yùn)行過(guò)程中，控制其是否可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)行，，是否對(duì)整機(jī)產(chǎn)生噪聲等是十分重要的，減速器可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)行，體現(xiàn)于齒輪的平穩(wěn)運(yùn)行，因此在減速器運(yùn)行過(guò)程中需要確保齒輪和齒輪嚙合瞬時(shí)轉(zhuǎn)速變化的限值，要求其運(yùn)行誤差（即能夠體現(xiàn)于每轉(zhuǎn)一周齒輪存在的轉(zhuǎn)角誤差），控制其在嚙合中齒輪產(chǎn)生撞擊震動(dòng)進(jìn)而產(chǎn)生噪聲，即瞬時(shí)沖擊聲。對(duì)于一對(duì)嚙合齒輪，影響其運(yùn)行穩(wěn)定性的主要因素是其齒形和基節(jié)誤差，同時(shí)齒輪接觸精度即接觸斑點(diǎn)質(zhì)量對(duì)于噪聲產(chǎn)生的影響也是比較大的，一般來(lái)看，在評(píng)定齒輪接觸精度時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)一對(duì)齒輪副在嚙合時(shí)的接觸斑點(diǎn)，如果齒輪接觸不好則產(chǎn)生的噪聲較大，造成齒輪接觸不良，主要是由于存在一定的基節(jié)誤差，進(jìn)而影響齒長(zhǎng)向接觸，而基節(jié)偏差和齒形誤差，則會(huì)從一定程度上影響齒高接觸，這兩種指標(biāo)可通過(guò)齒輪檢測(cè)儀完成檢驗(yàn)，需要嚴(yán)格控制檢驗(yàn)過(guò)程。齒輪運(yùn)動(dòng)精度會(huì)對(duì)噪聲產(chǎn)生影響，綜合來(lái)看，對(duì)于圓柱齒輪減速器來(lái)說(shuō)其齒輪主要作用是傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)和傳遞扭矩，齒輪運(yùn)動(dòng)精度將直接影響齒輪運(yùn)行的平穩(wěn)性，主要體現(xiàn)在傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確度即齒輪每旋轉(zhuǎn)一周或者進(jìn)行連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)角最大誤差不能超過(guò)一定范圍等方面，如果在嚙合過(guò)程中齒輪周節(jié)累積誤差較大，會(huì)使其在嚙合過(guò)程中，齒輪相互沖擊、齒輪角速度發(fā)生較大變動(dòng)，導(dǎo)致減速器噪聲增加，進(jìn)而形成低頻噪聲，具體表現(xiàn)于在運(yùn)行過(guò)程中減速器發(fā)出較為明顯的隆隆聲。

2 減速機(jī)箱體噪音控制辦法

（1）控制箱體加工精度，箱體加工包含結(jié)合面和軸承孔加工，箱體孔加工精度對(duì)變速器產(chǎn)生噪聲影響是較大的，比如軸承孔直徑尺寸誤差，中心距加工誤差，如果加工精確度得不到保證，會(huì)使軸承外圈和孔間隙過(guò)大，軸與軸之間距離過(guò)大，進(jìn)而影響噪聲。（2）提高裝配精度，對(duì)于減速器各部件在生產(chǎn)過(guò)程中裝配是重要環(huán)節(jié)，裝配情況對(duì)于噪聲控制是十分重要的，在裝配時(shí)需要注意固定好各級(jí)齒輪走向，防止端面出現(xiàn)擺動(dòng)，確保一對(duì)齒輪副嚙合側(cè)間隙，檢查好嚙合的情況，確保齒輪副接觸區(qū)可達(dá)到相應(yīng)設(shè)計(jì)要求，在組成安裝過(guò)程中不能通過(guò)不斷敲擊來(lái)進(jìn)行操作，裝配時(shí)應(yīng)當(dāng)防止組件出現(xiàn)碰撞等。減速器內(nèi)部傳動(dòng)原件需要及時(shí)清洗，不能將雜質(zhì)帶入箱體中，避免在裝配時(shí)這些雜質(zhì)對(duì)部件的磕碰。（3）有效改善齒輪的潤(rùn)滑度，如果潤(rùn)滑不良會(huì)使軸承齒輪運(yùn)行中受到磨損，進(jìn)而使各齒輪之間嚙合間隙增加，精度降低而形成較大噪聲，結(jié)合齒輪圓周速度選擇合適潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑油可有效降低噪聲產(chǎn)生，結(jié)合不同減速器類型可選擇適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑方式，對(duì)于大部分減速器使用油池潤(rùn)滑方式，而對(duì)于線速度為2米每秒圓周速度的減速器，則使用油池潤(rùn)滑結(jié)合自由冷卻方式，在潤(rùn)滑過(guò)程中不能使用較多潤(rùn)滑油，且減速器有齒輪機(jī)按0.4升潤(rùn)滑油進(jìn)行計(jì)算，在運(yùn)行過(guò)程中要求減速器溫度不能高于90攝氏度，這種情況下無(wú)法采用油池潤(rùn)滑的方式降低噪聲，可采用循環(huán)潤(rùn)滑油的方式或者增加風(fēng)扇等冷卻。

小結(jié)

在本研究中主要針對(duì)減速器在運(yùn)行中產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行分析，并能夠從裝配和制造精度這兩個(gè)角度深入闡述，由于減速器在運(yùn)行中其噪聲無(wú)法避免，因此可以采取有效措施使噪聲盡可能降低。

參考文獻(xiàn)

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