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齒輪減速機傳動的降噪措施

Tags: R系列斜齒輪硬齒面減速機 發(fā)布時間: 2015-05-07

1 、齒輪減速機齒輪的類型選擇與材料：直齒輪的主要缺點在于它們會產(chǎn)生振動，不論是由于設(shè)計，制造或形變等方面的原因。在同一時刻沿整個齒面上可能發(fā)生漸開線外形的一些變化，這將導(dǎo)致每齒一次的有規(guī)律的激勵，由此產(chǎn)生的振動既在齒輪上產(chǎn)生沖擊載荷，又引起噪聲。而斜齒輪的嚙合點是在漸開線齒廓的不同位置，從而產(chǎn)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制造齒輪，可使噪聲降低。塑料的彈性模量較小，約為3. 0N/ m m3，約為鋼的1. 5%.在齒寬不變的情況下，塑料齒輪可以減小嚙合剛度70倍，模壓加工與切削加工的塑料齒輪都是很精確的。即使取其誤差為鋼齒輪的2. 5倍，其噪聲仍可降低30dB.并且塑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(jīng)濟的。家用設(shè)備常在高速電動機（ 20000轉(zhuǎn)/ min）軸上使用塑料齒輪，在低速輸出軸上使用鋼齒輪。使用衰減性能好的材料制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(zhuǎn)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，因而使用復(fù)合齒輪這種形式可以解決這個問題，例如，若齒圈用鋼質(zhì)材料，幅板用鑄鐵材料，經(jīng)熱壓制成復(fù)合齒輪，其噪聲接近于全鑄鐵齒輪。它的優(yōu)點在于：既有良好的齒強度，又有良好的衰減性能，同時由于齒圈與幅板分離，其界面間的摩擦阻尼可減小動態(tài)嚙合激勵的傳遞，因而也可起到降低噪聲的作用。

　　2齒頂修緣，減少基節(jié)誤差若齒輪設(shè)計的重合度大于1，嚙合將出現(xiàn)下列情況（見1）：

　　從1可知，第一對齒和第二對齒同時嚙合，接觸B 1， D兩點，隨著主動輪順時針方向旋轉(zhuǎn)，該兩對齒的接觸點將移到C，B2兩點，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，第一對齒脫離，只有第二對齒繼續(xù)沿著N 1N2嚙合運動，而當?shù)诙䦟X的嚙合運動到達C點時，第三對齒才進人B1點開始接觸。因此DC段為單齒嚙合區(qū)， B 1D， CB2為雙齒嚙合區(qū)。

　　從理論上講，若從動輪不修緣，主動輪在C點以上可以修緣（注：所謂C點以上是指從齒輪齒根向齒頂?shù)姆较颍?；或者主動輪不修緣，從動輪在D點以上修緣，都不會影響嚙合。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(yīng)短些。

　　上面所說的C， D點以上可以修緣，只是針對理論上一對齒接觸情況而言，但實際上，由于各種因素的影響，修緣長度應(yīng)大大減少，否則將會降低設(shè)計的重合度系數(shù)，使齒輪不能正常傳動。

　　修緣的作用在于：其一，可以改變原來一對齒輪在基節(jié)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(xiàn)了降噪。

　　3選擇合理的重合度系數(shù)，提高齒輪載荷的均勻性

　　據(jù)機械原理可知，齒輪的重合度系數(shù)計算公式為：

　　< Z 1（ tana a 1 - t ana'） + Z 2（ tana a2 - tana'） > / 2式中： Z1， Z2分別為兩齒輪的齒數(shù)； a a1， a a2分別為兩齒輪的齒頂圓壓力角； a′為兩齒輪的嚙合角。

　　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(xù)性提高，從而可以減小嚙入與嚙出時的負載沖擊，其次，隨著嚙合齒數(shù)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(tài)激勵。這些特點都可以起到降低齒輪傳動噪聲的作用。人們經(jīng)過多年實踐，獲得了重合度系數(shù)與許用值，作為檢查和確定齒數(shù)的依據(jù)，見。

　　4齒寬與螺旋角對噪聲的影響

　　如2所示：在齒輪參數(shù)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(shè)計時，能夠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(nèi)的軸向齒距個數(shù)。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(chǎn)生沿著齒向螺旋線的一個平均效果，從而達到不管負載多大傳動誤差以及周節(jié)差不超過5！m的量級，起到降噪的目的。實際上，對于斜齒輪來說增大螺旋角就相當于增大了重合度，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，并且加工和安裝難度也會增大，影響實際的重合度。

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