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高速齿轮传动噪音控制技术

发布者:重庆赛之源齿轮制造有限公司 发布时间:2015/11/10 12:05:54 阅读:次 【字体:

摘要: 齿轮传动以传动速度范围广,传递功率大,传动可靠结构紧凑寿命长,能保证恒定的瞬时传动比等优点在各种机械中有着广泛的应用,但缺点之一就是噪音比较大,特别是高速齿轮,比如离合器齿轮,透平发电机组齿轮,发动机平衡齿轮以及变速箱齿轮等。本文就噪音控制问题作简单的探讨。

高速关键词:齿轮传动 噪音控制 齿轮修形与选配技术

0 前言:

齿轮噪音(又称杂音)就是音质杂乱,让人听了不悦耳。随着人们生活水平的提高,对齿轮噪音的要求越来越高,这不仅是由于环境保护的要求,更是齿轮内在质量的隐患。合格的齿轮其声音是单一的平稳的唰唰声。由于齿轮设计加工安装等误差,使其振动和噪音增大,音质杂乱不平稳发生发响(敲击)啸叫等不正常音质。

1 齿轮噪音发生的根本原因。

弹性体受力振动是构成一切声源的基础,因此对齿轮啮合时的受力状态进行分析是必要的前提,特别是高速齿轮,在其啮合过程中,其节线冲击和啮合冲击是其根本原因。根据AGMA有关标致规定,通常把线速度>25.4m/s的齿轮称速为高速齿轮,25.4m/s>V >10m/s之间的称为中速齿轮,低于10m/s的称低速齿轮。

3. 高速齿轮的修形技术。

如图1所示齿轮噪音影响因素是诸多方面的,本文仅对齿形齿向的修形作一探讨,其它因素从略。

① 齿轮误差

由于齿形误差能使瞬时传动比发生突变,破坏齿轮传动的平稳性使齿轮在啮合过程中产生高频冲击形成啸叫,齿形误差主要反应在压力角的变化上。这种变化有正有负,理论上讲相啮合的齿轮压力角完全相等才能使运动平稳冲击减小,从而降低噪音提高音质。而在实际的齿轮生产过程中,压力角总会产生误差的,问题在于对主动齿轮和从动齿轮来说,压力角如何匹配,才能有效降低噪音避免啸叫。在齿轮啮合时,齿轮因受力向产生弹性变形,使得主动齿轮的齿距减小因此在加工时应使主动齿的压力角FHα为负不能为正,同时对齿顶进行修缘使齿根高于齿顶,目的是防止轮齿进入啮合对因弹性变形造成齿顶与配对齿的碰撞,退出啮合时与前一轮齿尾部相撞,同时也为了保证接触区处于齿廓中部,以补偿制造和安装误差。如图2齿廓的压力角FHα为负且鼓形量Ca为正,不能中凹。

关于主从动齿削薄量修缘量大小一般要经过试验以求得最佳修缘量和压力角差值。因为修缘量过大会破坏有效的工作齿廓,修缘量过小又起不到修缘的作用.。

② 齿向误差

齿向误差主要影响齿轮工作时的接触精度即影响齿长方向载荷分布均匀性。齿向误差大齿面接触不好使齿面单位承载增加,由于载荷不均衡使接触区产生游动形成大的冲击震动形成噪音。

对于较宽的齿轮,由于齿向精度更不易保证,且轴间不平行度对其影响加大,都将严重破坏啮合齿轮的接触精度,应对齿两端修薄使中部凸出即齿向为彭形,不能中凹。如图2螺旋线的Cβ为正。

③ 主从动齿齿形齿向的修形匹配

由于主从动齿都是成对使用的,因此其修形大小及修形方面相互关联的不是孤立的。如果主动齿修形很好,但从动齿修形不好,同样无法达到控制噪音的目的。其修形是经过实验而求得最佳值,从而分配于主动齿和从动齿上。

如图3高速齿轮传动时主动齿和从动齿齿形齿向修形的要求,该对齿轮为离合器齿轮,双离合全浮动噪音要求较高,可参考。

 

4.高速齿轮的选配技术

如图4,在一对齿轮的啮合过程中,基节偏差对传动平稳性的影响是很大的。齿轮1为主动齿,2为从动齿,且齿轮1匀速转动,如果基节1大于基节2(Pb1>Pb2),使得第1对轮齿啮合点B1到啮合线终点时而第二对轮齿的对应啮全点B2尚未啮合,于是发生了偏离啮合线的情况,即轮的第1齿的齿顶在轮2的第1齿的齿面上“刮行”。这时尽管轮1匀速转动

而轮2却逐渐减退,直到第二对轮齿在B2突然啮合时第1对轮齿才分开,这时轮2的转速也突然上升到正常转速。如果基节1小于基节2(Pb1

5.总结

齿轮传动噪音是一个永恒的主题,刚性接触弹性变形以及啮合冲击等不可避免。只是在诸多解决困素中减小齿轮噪音发生的可能性。本文阐述的齿轮修形和选配技术已在工厂实施多年,实践证明也是切实可行的方法之一。

参考文献:

1. 本田HES齿轮计设标准。

2. 高速齿轮材料选择与热处理质量控制的一般规定

JB/T5078-1991 机械工业出版社

3.公差配合与技术测量 陈泽民 忻良昌 主编 1984年2月

机械工业出版社

4.齿轮传动技术 晋江成达齿轮厂 付耀先

作者:连雄兵

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