齒輪減速機(jī)降低噪聲措施的探究

隨著經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展及經(jīng)濟(jì)的全球化，人們對齒輪減速機(jī)的性能要求越來越高。齒輪減速機(jī)的噪聲已成為一個(gè)重要的質(zhì)量綜合控制環(huán)節(jié)，齒輪減速機(jī)的噪聲控制水平不僅體現(xiàn)一個(gè)制造企業(yè)的綜合實(shí)力，而且直接受到有關(guān)環(huán)保法規(guī)的制約。因此，如何降低齒輪減速機(jī)噪聲問題一直是人們致力于解決的一個(gè)熱點(diǎn)問題。

二、齒輪減速機(jī)降低噪聲措施的探究

降低齒輪減速機(jī)噪聲的方法有很多，根據(jù)目前已知的齒輪減速機(jī)噪聲形成因素，大致可以從設(shè)計(jì)、制造、安裝及使用維護(hù)等幾個(gè)方面進(jìn)行分析探討。

1 設(shè)計(jì)

(1)原材料的選用

齒輪用材料主要有鋼、鑄鐵、銅合金和非金屬材料等。在滿足強(qiáng)度的前提下，可考慮使用非金屬材料。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，非金屬材料的強(qiáng)度有了很大的提高，而且采用它們能降低齒輪傳動的噪聲。

在材料選用方面鑄鐵比鋼具有可加工性好，耐磨性高，減振性好，噪聲低和成本低的優(yōu)點(diǎn)，但必須考慮其強(qiáng)度需滿足使用要求。在鋼的材料中，采用優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼可以減輕噪聲和振動，但在配對組合時(shí)，注意小齒輪的工作齒面硬度略高于大齒輪的工作齒面硬度。在滿足強(qiáng)度的情況下，可以考慮采用不同材料的大小齒輪相嚙合，也可以達(dá)到降噪的目的。

(2)齒輪參數(shù)的選用

1.在滿足彎曲疲勞強(qiáng)度的前提下，當(dāng)中心距一定時(shí)，應(yīng)選用較多的齒數(shù)，這樣可以提高重合度，使傳動平穩(wěn)，減小噪聲。在滿足傳動要求的前提下，應(yīng)盡量使大小齒輪的齒數(shù)互質(zhì)，以便分散和消除齒輪制造誤差對傳動的影響，也可以避免大小齒輪上某個(gè)齒周期性地相互嚙合，從而使傳動平穩(wěn)，減小噪聲。

2.采用較小壓力角可以使運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲減小，綜合考慮強(qiáng)度方面的影響，通常取標(biāo)準(zhǔn)值20。當(dāng)結(jié)構(gòu)允許時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮采用斜齒輪，與直齒輪相比其振動和噪聲都有很大程度的降低。一般要求螺旋角在 8~20之間選用。

3.在用戶可以承受的經(jīng)濟(jì)能力下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能提高齒輪的精度等級。高精度等級齒輪比低精度等級齒輪產(chǎn)生的噪聲要小的多。為了降低齒輪減速機(jī)的噪聲，在選用齒側(cè)間隙時(shí)，若傳動為脈動性轉(zhuǎn)動，應(yīng)選用較小的齒側(cè)隙。若為較均、衡的負(fù)荷，應(yīng)選用略大的齒側(cè)隙。

(3)齒結(jié)構(gòu)的選用

1.在總體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)規(guī)范允許的條件下，適當(dāng)?shù)卦黾育X寬。這樣可以使齒輪的單位負(fù)荷減少，使齒輪的變形變小，從而降低傳動噪聲。

2.在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，應(yīng)盡量避免采用實(shí)心結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)計(jì)成腹板式結(jié)構(gòu)。在滿足強(qiáng)度的情況下，應(yīng)盡量減輕齒輪重量。這樣可以使齒輪的固有頻率降低，從而降低嚙合的噪聲。

3.箱體的優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠減小噪聲和振動。具體的降噪方法有：采用聲學(xué)吸聲材料，采用組合隔離的架座，增加箱體的剛性等。

主要的設(shè)計(jì)原則是保證齒輪減速機(jī)的箱體及其他支承零件的共振與回轉(zhuǎn)速度、回轉(zhuǎn)速度的倍數(shù)以及輪齒的嚙合頻率最少相差20%。

4.軸承的選用"為了降低齒輪減速機(jī)的噪聲，在一般設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用要求，合理地選用滾動軸承的類型、配合和游隙。在高速傳動時(shí)，應(yīng)采用比滾動軸承運(yùn)轉(zhuǎn)更平穩(wěn)的流體潤滑軸承。

2 制造和工藝

(1)齒輪的修正采用齒輪修緣能有效減小齒輪傳動中的撞擊。齒輪修緣包括齒頂修緣和齒根挖根以及齒向、齒廓的修緣，它們可以使凸起的齒面在嚙入和嚙出接觸中平穩(wěn)滑動，而不發(fā)生沖擊，并補(bǔ)償大小齒輪軸線較小的平行度，還可以改善在負(fù)載下因?yàn)檩嘄X變形而產(chǎn)生傳動誤差引起的噪聲。

(2)制造過程中齒輪誤差、齒面表面粗糙度的控制重點(diǎn)控制制造過程中的齒形誤差、齒距差、齒向誤差及加工過程中齒面表面粗糙度，使加工中獲得最好的齒輪綜合質(zhì)量，可以大大降低齒輪引起的噪聲。

(3)回轉(zhuǎn)件的動不平衡" 回轉(zhuǎn)體的不平衡應(yīng)控制在小于6.6kg/(r/min)內(nèi)。

(4)箱體中心距和軸承孔形位公差的控制"控制好箱體中心距和軸承孔形位公差，能降低齒輪嚙合產(chǎn)生的躁聲。

3裝配和安裝

(1)裝配同心度的控制裝配時(shí)兩軸的不同心會導(dǎo)致軸系運(yùn)轉(zhuǎn)的不平衡，同時(shí)由于齒輪嚙合半邊松半邊緊，從而產(chǎn)生噪聲，所以在裝配時(shí)，要避免裝配的不同心。

(2)選配裝配法" 在裝配時(shí)，應(yīng)對零部件進(jìn)行選配后再裝配。這樣能夠提高整個(gè)齒輪減速機(jī)裝配后的精度等級。

選配原則：選用同一臺機(jī)床加工出來的左右旋齒輪組裝;選用合適的齒輪側(cè)隙的齒輪配對安裝;選用合適的軸系裝配等。

(3)零部件的緊固為了控制齒輪減速機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲，緊固件一定要采用防松措施，并在裝配時(shí)按規(guī)定力矩?cái)Q緊;軸承和齒輪的裝配需可靠地防松，并調(diào)整好運(yùn)轉(zhuǎn)間隙;附件的裝配需防松并擰緊。

(4)安裝注意事項(xiàng)與齒輪減速機(jī)安裝的基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)計(jì)成不會引起共振且不會傳遞相鄰基礎(chǔ)的振動，固定減速機(jī)的結(jié)構(gòu)必須剛性抗扭。安裝時(shí)，應(yīng)將齒輪減速機(jī)的安裝面清理干凈，并以規(guī)定力矩?cái)Q緊安裝螺栓，必要時(shí)有止動銷以防移位。這樣處理可以避免安裝松動產(chǎn)生的噪聲。

4 使用維護(hù)

(1)可靠的潤滑"按照產(chǎn)品使用說明書加油和換油，保證減速機(jī)內(nèi)部的清潔度。

(2)保證正常的工作溫度" 工作溫升應(yīng)該控制在40內(nèi)，可防止工作溫升過大而產(chǎn)生的噪聲。

三、結(jié)論

齒輪減速機(jī)的噪聲問題是一個(gè)多種因素的復(fù)雜的問題，降低其噪聲是一個(gè)系統(tǒng)工程，任何一個(gè)部分出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致整體的失控，因此在設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用和維護(hù)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該有效控制。