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齿轮减速机降噪措施的探讨

Tags: R系列斜齿轮硬齿面减速机    发布时间: 2010-08-04
一、前言
  随着经济的可持续发展及经济的全球化,人们对齿轮减速机的性能要求越来越高。齿轮减速机的噪声已成为一个重要的重量综合控制环节,齿轮减速机的噪声控制水平不仅体现一个制造企业的综合实力,而且直接受到有关环保法规的制约。因此,如何降低齿轮减速机的噪声问题一直是人们致力于解决的一个热点问题。
  二、齿轮减速机降低噪声措施的探讨
  降低齿轮减速机噪声的方法有很多,根据目前已知的齿轮减速机噪声形成因素,大致可以从设计、制造、安装及使用维护等几个方面进行分析探讨。
  1.设计
  (1)原材料的选用   齿轮用材料主要有钢、铸铁、铜合金和非金属材料等。在满足强度的前提下,可考虑使用非金属材料。随着科学技术的发展,非金属材料的强度有了很大的提高,而且采用它们能降低齿轮传动的噪声。
  在材料选用方面铸铁比钢具有可加工性好,耐磨性高,减振性好,噪声低和成本低的优点,但必须考虑其强度需满足使用要求。
  在钢的材料中,采用优质低碳合金钢可以减轻噪声和振动,但在配对组合时,注意小齿轮的工作齿面硬度略高于大齿轮的工作齿面硬度。
  在满足强度的情况下,可以考虑采用不同材料的大小齿轮相啮合,也可以达到降噪的目的。(2)齿轮参数的选用
  1)在满足弯曲疲劳强度的前提下,当中心距一定时,应选用较多的齿数,这样可以提高重合度,使传动平稳,减小噪声。
  在满足传动要求的前提下,应尽量使大小齿轮的齿数互质,以便分散和消除齿轮制造误差对传动的影响,也可以避免大小齿轮上某个齿周期性地相互啮合,从而使传动平稳,减小噪声。
  2)采用较小压力角可以使运转噪声减小,综合考虑强度方面的影响,通常取标准值20°。
  当结构允许时,应优先考虑采用斜齿轮,与直齿轮相比其振动和噪声都有很大程度的降低。一般要求螺旋角在8℃~20℃之间选用。
  3)在用户可以承受的经济能力下,设计时应尽可能提高齿轮的精度等级。高精度等级齿轮比低精度等级齿轮产生的噪声要小的多。
  为了降低齿轮减速机的噪声,在选用齿侧间隙时,若传动为脉动性转动,应选用较小的齿侧隙。若为较均衡的负荷,应选用略大的齿侧隙。
  (3)齿结构的选用
  1)在总体结构和设计规范允许的条件下,适当地增加齿宽。这样可以使齿轮的单位负荷减少,使齿轮的变形变小,从而降低传动噪声。
  2)在设计齿轮时,应尽量避免采用实心结构,应设计成腹板式结构。在满足程度的情况下,应尽量减轻齿轮重量。这样可以使齿轮的固有频率降低,从而降低啮合的噪声。
  3)箱体的优化设计能够减小噪声和振动。
  具体的降噪方法有:采用声学吸声材料,采用组合隔离的架座,增加箱体的刚性等。
  主要的设计原则是保证齿轮减速机的箱体及其他支承零件的共振与回转速度、回转速度的倍数以及轮齿的啮合频率最少相差20%。
  (4)轴承的选用   为了降低齿轮减速机的噪声,在一般设计时,应根据使用要求,合理地选用滚动轴承的类型、配合和游隙。在高速传动时,应采用比滚动轴承运转更平稳的流体润滑轴承。
  2.制造和工艺
  (1)齿轮的修正   采用齿轮修缘能有效减小齿轮传动中的撞击。齿轮修缘包括齿顶修缘和齿根挖根以及齿向、齿廓的修缘,它们可以使凸起的齿面在啮入和啮出接触中平稳滑动,而不发生冲击,并被偿大小齿轮轴线较小的平行度,还可以改善在负载下因为轮齿变形而产生传动误差引起的噪声。
  (2)制造过程中齿轮误差、齿面表面粗糙度的控制重点控制制造过程中的齿形误差、齿距误差、齿向误差及加工过程中齿面表面粗糙度,使加工中获得最好的齿轮综合质量,可以大大降低齿轮引起的噪声。
  (3)回转件的动不平衡    回转体的不平衡应控制在小于6.6kg/(r/min)内。
  (4)箱体中心距和轴承孔形位公差的控制控制好箱体中心距和轴承孔形位公差,能降低齿轮啮合产生的噪声。
  3.装配和安装
  (1)装配同心度的控制   装配时两轴的不同心会导致轴系运转的不平衡,同时由于齿轮啮合半边松半边紧,从而产生噪声,所以在装配时,要避免装配的不同心。
  (2)选配装配法   在装配时,应对零部件进行选配后再装配。这样能够提高整个齿轮减速机装配后的精度等级。
  选配原则:选用同一台机床加工出来的左右旋齿轮组装;选用合适的齿轮侧隙的齿轮配对安装;选用合适的轴系装配等。
  (3)零部件的紧固   为了控制齿轮减速机的运转噪声,紧固件一定要采用防松措施,并在装配时按规定力矩拧紧;轴承和齿轮的装配需可靠地防松,并调整好运转间隙;附件的装配需防松并拧紧。
  (4)安装注意事项   与齿轮减速机安装的基础应设计成不会引起振且不会传递相邻基础的振动,固定减速机的结构必须刚性抗扭。安装时,应将齿轮减速机的安装面清理干净,并以规定力矩拧紧安装螺栓,必要时有止动销以防移位。这样处理可以避免安装检动产生的噪声。
  4. 使用维护
  (1)可靠的润滑   按照产品使用说明书加油和换油,保证减速机内部的清洁度。
  (2)保证正常的工作温度   工作温升应该控制在40℃内,可防止工作温升过大而产生的噪声。
  三、结论
  齿轮减速机的噪声问题是一个多种因素的复杂的问题,降低其噪声是一个系统工程,任何一个部分出现问题都会导致整体的失控,因此在设计、制造、安装、使用和维护的每一个环节都应该有效控制。
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