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在机械传动中齿轮减速机降噪问题研究

文章出处:宝泰网络部 人气:发表时间:2020-04-15 08:51
  在减速机的设计中,齿轮传动作为主要的动力传动和减速装置,广泛应用于机械工业领域。然而,随着人们对减速机噪声控制的要求越来越高,齿轮传动噪声的控制已经成为现代减速机设计和制造中生产质量控制的重要组成部分。摘要:分析了齿轮传动中噪声产生的机理,研究了机械传动中齿轮减速机噪声产生的原因,并根据噪声产生的原因提出了相应的降噪措施和处理方法,为降噪提供了科学的理论依据。
 
  在工业机械的设计中,齿轮传动是齿轮减速机最重要的部分,也是系统动力传递的主要形式。因此,齿轮作为机械传动的主要部件,在整个机械系统中起着重要的作用。然而,以往对齿轮传动性能的评价只注重传动效率、稳定性和可靠性,忽略了齿轮传动噪声问题。随着人们对机械设备性能和质量要求的提高,对工作环境的要求也越来越高,这使得减速机齿轮传动的噪声问题日益突出,成为机械传动中亟待解决的问题。
 
齿轮减速机
 
  齿轮传动中的噪声产生机理
 
  1.1系统传输错误
 
  在齿轮传动中,整体机械系统的组成通常更为复杂。作为一个复杂的传动系统,整体齿轮箱在各种形式的力转换过程中会产生几十个固有频率,因此振动形式也是多种多样的。在物理学中,我们知道声音是由振动产生的,任何系统传输都会产生振动。在系统传动中,振动是由系统误差引起的,这是振动的主要原因。
 
  1.2齿轮传动误差
 
  齿轮传动中的噪声主要是由齿轮间的渐开线误差或相邻齿距误差引起的。齿轮传动中的振幅和频率是齿轮噪声的主要测量因素,在噪声研究中具有重要意义。然而,实际研究中齿轮系统的机械响应非常复杂,因此可以通过调节激励来改变系统的固有频率。简而言之,齿轮传动误差是作用在齿轮和整个系统上并引起其响应的干扰因素,从而产生通过空气向外传播的噪声。
 
  机械传动中齿轮减速机噪声的原因分析
 
 
  2.1参数因素
 
  齿轮精度。齿轮精度是衡量其设计和加工质量的重要指标。高精度齿轮在机械传动过程中运行平稳,噪音小。然而,在齿轮齿的实际设计和加工中,由于经济原因,为了降低成本,设计者往往在满足基本强度要求的情况下,最大限度地选择低精度的齿轮级,从而忽略了精度级。低精度成为齿轮噪声和齿隙的主要因素,导致噪声增加。齿轮宽度。在齿轮传动的允许设计范围内,从动齿轮的齿宽应尽可能增大,这样可以增大接触面积,不仅可以提高齿轮的承载能力,还可以提高齿轮传动的稳定性,减少振动,达到降低噪声的目的。齿距和压力角。在适当的范围内减小节距可以增加啮合的齿轮齿数,增加齿轮齿数重合度,从而减少啮合齿轮的偏斜,提高传动效率,减少噪音的产生。另外,较小的压力角可以增加齿轮的接触角和侧向重合度,使传动平稳,降低噪音,提高传动精度。2.2精度系数
 
  啮合稳定性精度。齿轮的工作平稳精度是指齿轮传动中瞬时传动比的变化要求。在齿轮的一次转动中,转角误差会出现多次,瞬时传动比的变化会使齿轮在轮齿啮合过程中产生多次冲击和振动,从而使齿轮在传动过程中产生噪音。
 
  (2)齿轮接触精度。齿轮接触点的大小是评价齿轮接触精度质量的主要指标,接触点过小将不可避免地导致齿轮传动噪声的增加。齿轮接触精度低是由于齿向误差影响齿轮齿的横向接触面积,而齿距偏差和齿形误差都影响齿轮齿的横向接触面积。
 
  (3)齿轮运动精度。齿轮的运动精度主要表现为运动传递的精度,即齿轮啮合一个周期后转角误差的最大极限。齿轮一周内齿圈径向跳动的齿间累积误差会产生低频噪声,特别是当齿间累积误差逐渐增大时,会在齿轮啮合时产生冲击,从而引起角速度的变化,使噪声显著增大。
 
  2.3组装因素
 
  齿轮轴向装配间隙太小。如果在装配前没有及时去除齿轮的毛刺,齿轮端面与前后端盖之间的滑动结合面会在啮合过程中对结合面造成损伤,从而降低齿轮的运动精度并产生噪音。
 
  (2)碎片的影响。由于异物进入齿轮箱,加剧了轮齿之间的磨损,降低了齿轮在旋转过程中的平稳性,这不仅降低了齿轮的传动效率,而且增加了噪音。
 
  机械传动中齿轮减速机的降噪措施
 
  3.1齿轮参数的合理优化
 
  适当增加主动齿轮的螺旋角。因为当螺旋角增加时,齿轮重叠也会增加,这将大大降低噪音。然后,当螺旋角太大时,齿轮加工和安装的可操作性将变差,并且要求安装精度非常高。如果达不到精度,实际重合度会降低,降噪效果会比螺旋角较小的效果差。因此,应该选择合适的螺旋角。
 
  (2)增加从动齿轮齿面宽度。适当增加齿宽将提高轮齿的啮合程度,从而提高轮齿传动的稳定性。因此,齿轮的齿宽越大,其稳定性越好,降噪效果越好。
 
  (3)提高齿轮精度。齿轮精度的提高将大大提高齿轮齿的表面粗糙度,从而提高齿轮的运动精度,有效降低噪声。
 
  3.2通过实验可以得出齿面硬度和齿隙的合理选择:通常模数齿轮的齿隙小于0.04毫米时,噪声较低。因此,可以通过在设计允许范围内适当减小齿轮齿隙来降低噪声。另外,在材料和精度相同的情况下,软齿面的噪声比硬齿面的噪声小1.5-6dB。当主动齿轮的硬度比从动齿轮高2-3HBC时,采用C,可有效降低噪音。3.3齿面的特殊处理在齿轮强度设计允许的情况下,可选择高阻尼铸铁或一些非金属材料进行齿轮加工,齿面也可通过涂覆非金属材料进行处理。因为选择具有良好塑性和韧性的材料可以减少齿轮啮合冲击和节线冲击,所以可以通过减少振动和冲击来有效地降低噪声。
 
  3.4为改善齿轮的润滑状况,齿轮的润滑应以齿轮的圆周速度为基础,选择合适的润滑方式和润滑油,可有效降低噪音。因此,根据减速机和工作条件的不同,选择合适的润滑方式和润滑剂。此外,对于在高温环境下工作的减速机,仅靠油池润滑是不能满足要求的,因此润滑应与循环油润滑等方法相结合。
 
  3.5减速机箱体结构的合理设计在减速机箱体的设计过程中,合理的箱体结构可以提高齿轮传动箱的密封性能,使其具有良好的降噪效果。因此,在设计齿轮时,应尽可能采用封闭结构。同时,减振装置应安装在箱体的连接处。同时,减速机应安装在固定的底座或支架上。所有这些方法都可以有效地降低噪声。另外,在对减速机噪声要求较高的情况下,可以在箱体表面设置一层阻尼材料层,如泡沫塑料,以减少减速机噪声的产生。
 
  本文通过对齿轮传动噪声产生机理的研究,分析了减速机齿轮传动噪声产生的原因,并提出了相应的降噪方法。然而,随着人们生活水平的提高和噪声控制要求的不断提高,为了找到更有效的降噪方法,对减速机降噪的研究需要进一步深入。


 

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