对渐开线直齿圆柱齿轮传动噪音与振动的产生原因的分析
齿轮出现噪声的原因及解决方法

齿轮出现噪声的原因及解决方法下面为您讲解齿轮出现噪声时的原因及解决的方法:1.齿顶修缘。
由于齿形误差和齿距的影响,在轮齿承载产生了弹性变形后,造成齿轮啮合时瞬时顶撞和冲击。
因此,为了减少齿轮在啮合时由于齿顶凹凸而造成的啮合冲击,可开展齿顶修缘。
齿顶修缘的目的是校正齿的弯曲变形和补偿齿轮误差,从而降低齿轮噪声。
修缘量取决于齿距误差和承载后齿轮的弯曲变形量,以及弯曲方向等。
修缘时主要针对该机床啮合频率zui高的那几对齿轮和这些齿轮在模数为3、4、5mm时所采取的不同修缘量。
在修缘时一定要注意修缘量的控制,并采取重复试验的方法,以免修缘量过大而破坏有效的工作齿廓,或修缘量过小起不到修缘的作用齿形修缘时,可根据这几对齿轮的具体情况只修齿顶或只修齿根,只有在单独修齿顶或修齿根达不到良好效果时,齿顶和齿根才共同修修缘量的径向和轴向值可分配给一个齿轮,也可根据情况分配给两个齿轮。
2.控制齿形误差。
齿形误差是由多种因素造成的,观察故障铣床传动系统中的齿轮,发现齿形误差主要是在加工过程中出现的,其次是因长期运行条件不好所致。
齿形误差在齿轮啮合时出现的噪声比较常见。
一般情况下,齿形误差越大出现的噪声也就越大。
对于中凹齿形,轮齿在一次啮合中受到两次冲击,噪声很大,并且齿形越凹噪声就越大。
因此将齿轮轮齿修形,使之适当呈中凸形,以到达降低噪声的目的。
3.控制啮合齿轮中心距的改变。
啮合齿轮实际中心距的变化将引起压力角的改变,如果啮合齿轮的中心距出现周期性变化,那么也将使压力角发生周期性变化,噪声也会周期性增大。
对啮合中心距的分析说明,当中心距偏大时噪声影响并不明显,而中心距偏小时噪声就明显增大在控制啮合齿轮的中心距时,对齿轮的外径、传动轴的变形、传动轴与齿轮和轴承的配合都应控制在理想状态。
这样可尽可能消除由于啮合中心距的改变而出现的噪声。
4.注意润滑油对控制噪声的作用。
润滑油在润滑和冷却的同时,还起一定的阻尼作用,噪声随油量和黏度的增加而变小。
对渐开线直齿圆柱齿轮传动噪音与振动的产生原因的分析

对渐开线直齿圆柱齿轮传动噪音与振动的产生原因的分析1、渐开线直齿圆柱齿轮减速机传动噪音与振动产生的原因为从设计角度出发降低齿轮传动系统的噪声,先来分析齿轮系统噪声的种类和发生机理。
在齿轮系统中,根据机理的不同,可将噪声分成加速度噪声和自鸣噪声两种。
在轮齿啮合时,由于冲击而使齿轮产生很大的加速度并会引起周围介质扰动,由这种扰动产生的声辐射称为齿轮的加速度噪声;在齿轮动态啮合力作用下,系统的各零部件会产生振动,这些振动所产生的声辐射称为自鸣噪声。
对于开式齿轮传动,加速度噪声由轮齿冲击处直接辐射出来,自鸣噪声则由轮体、传动轴等处辐射出来。
对于闭式齿轮传动,加速度噪声先辐射到齿轮箱内的空气和润滑油中,再通过齿轮箱辐射出来。
自鸣噪声则由齿轮体的振动通过传动轴引起支座振动,从而通过齿轮箱箱壁的振动而辐射出来。
一般说来,自鸣噪声是闭式齿轮传动的主要声源。
因此,齿轮系统的噪声强度不仅与轮齿啮合的动态激励力有关,而且还与轮体、传动轴、轴承及箱体等的结构形式、动态特性以及动态啮合力在它们之间的传递特性有关。
一般来说,齿轮系统噪声发生的原因主要有以下几个方面:(1)齿轮设计方面参数选择不当,重合度过小,齿廓修形不当或没有修形,齿轮箱结构不合理等。
(2)齿轮加工方面基节误差和齿形误差过大,齿侧间隙过大,表面粗糙度过大等。
(3)轮系及齿轮箱方面装配偏心,接触精度低,轴的平行度差,轴,轴承支承的刚度不足,轴承的回转精度不高及间隙不当等。
(4)其他方面输入扭矩、负载扭矩的波动,轴系的扭振,电动机及其他传动副的平衡情况等。
2.1齿轮啮合原理对噪音与振动的影响从渐开线直齿圆柱齿轮的啮合原理上讲,齿轮传动过程中两个共轭齿面之间的摩擦应该是纯滚动运动摩擦,但实际应用中理论上的纯滚动啮合是不存在的,渐开线直齿圆柱齿轮啮合轨迹是滚动运动和相对滑动运动共存的复杂运动,这是难以避免和克服的。
在加工齿轮齿面的过程中,如果没有经过最后的齿面的研磨,实际的齿面就类似于不同直线连接起来的曲线,在滚动加滑动摩擦的过程中,摩擦和撞击是在所难免的,噪音和振动也就随之而来了。
齿轮噪音大的原因和解决方法

齿轮噪音大的原因和解决方法The document was finally revised on 2021齿轮噪音大的原因和解决方法(一)塑胶齿轮侧间隙取时的噪音最小;齿轮配合一般一硬一软,POM的应配尼龙的,一来不会粘合,也可以补偿误差;对于POM齿轮,噪声大,可以在POM料里加点尼龙,然后在用塑料齿轮脂加在其上,噪声要大大的降低,当然POM的齿轮一定要开模做。
(二)可能是速度太快或配合不好。
赛钢料耐磨,排除结构问题,噪音仍然是它比较突出的缺点,如果改用尼龙料会好些有以下可能:1:齿轮与轴的配合间隙过大,产生窜动;2:齿轮组中心距过大或过小,一般装配后,齿间应有10到15丝的空隙;齿轮噪音与齿轮的渐开线啮合有关(三)对于玩具牙箱,噪音是个大问题:1。
噪音源:噪声与速度成平方比,所以噪声都在高速级,一般只要解决了高速级的噪声,整体的噪声就解决了2。
中心距过小,有磨的声音,电流较大。
中心距过大,有碰的声音。
小模数齿轮中心距的经验值:a=m(z1+z2)/2+3.中心孔:有无孔斜,有无喇叭孔,孔与齿的同心度4。
齿形:齿形有无偏胖5。
润滑油:不但齿上要加润滑油,孔与轴上也要加润滑油6。
设计时注意齿轮箱要全封闭起来,可以大大的降低噪声听声音时可把电压调低,速度变慢来听,可以发现有无周期性的声音(四)总结以下几点降低噪音的方法,供大家参考。
1、蜗轮、蜗杆不能用同一种材料。
2、直接注塑的蜗轮、蜗杆,齿形精度很难控制,造成齿形厚薄不均,可以改成先注塑毛胚,再机加工,以保证精度。
3、保证中心距,不能忽大忽小,一般是上偏差~~,不能走下偏差,否则会卡死,阻力聚增。
4、保证蜗杆不串轴。
5、保证齿形精度。
6、保证轴向跳动不能大。
齿轮振动的原因

齿轮振动的原因齿轮振动的原因是一个复杂且多方面的问题。
齿轮振动是指在齿轮系统中,齿轮在运转时出现的不规则或异常的振动现象。
这种振动不仅会给机械设备带来额外的负荷和磨损,还可能导致设备的故障和失效。
因此,了解齿轮振动的原因对于提高齿轮系统的可靠性和工作效率至关重要。
首先,齿轮振动的一个常见原因是不均匀的齿轮几何形状。
齿轮系统中的齿轮可能由于制造误差、装配不良或磨损而导致几何形状不规则。
这种不规则的几何形状会导致齿轮在运转时产生无序的振动,从而引起齿轮系统的噪声和能量损耗。
为了解决这个问题,必须采取合适的加工和装配工艺,并确保齿轮的几何形状在允许的精度范围内。
其次,齿面接触问题也是齿轮振动的一个重要原因。
接触问题主要包括齿轮齿面的不完全接触、接触应力过大或过小等。
这些问题会导致齿轮系统在运转时出现剧烈的振动,加剧了齿轮系统的磨损和故障。
解决这个问题的关键在于使用合适的润滑剂、合理设计齿轮的几何参数以及确保齿轮系统的装配质量。
此外,齿轮系统的动态行为也会对齿轮振动产生影响。
动态行为主要受到齿轮的质量分布、转速分布以及系统的刚度和阻尼等因素的影响。
当齿轮系统的动态刚度较低或阻尼不足时,会导致齿轮在运转时产生剧烈的振动。
因此,为了减少齿轮振动,必须通过合理设计齿轮系统的结构和参数,保证系统的动态刚度和阻尼在允许的范围内。
最后,齿轮系统的不平衡也是引起齿轮振动的一个重要原因。
不平衡主要是由于齿轮系统中的质量分布不均匀引起的。
当齿轮系统受到不平衡质量的影响时,会出现周期性的振动现象。
为了解决这个问题,可以采取平衡齿轮、合理分配质量以及在设计过程中考虑平衡问题等措施。
综上所述,齿轮振动是一个由多种因素引起的复杂问题。
通过对齿轮几何形状、齿面接触、动态行为和不平衡等方面的理解和控制,可以减少齿轮振动的发生,并提高齿轮系统的可靠性和工作效率。
当然,为了更好地理解和解决齿轮振动问题,还需要进一步的研究和实践。
在这篇文章中,我对齿轮振动的原因进行了深入的探讨。
一对渐开线直齿圆柱齿轮的重合度

一对渐开线直齿圆柱齿轮的重合度渐开线直齿圆柱齿轮是一种常见的传动装置,其重合度是评估齿轮传动性能的重要指标之一。
重合度指的是齿轮啮合时齿槽与齿宽之间的配合程度,直接影响齿轮传动的平稳性和传动效率。
重合度的好坏直接决定了齿轮传动的精度和可靠性。
当齿轮啮合时,如果重合度不好,齿槽与齿宽的配合不紧密,会导致齿轮传动过程中产生噪音、振动和能量损失。
而如果重合度好,齿槽与齿宽的配合紧密,齿轮传动的效率高,噪音和振动较小。
重合度的评估主要通过齿轮啮合时的齿槽偏差和齿宽偏差来进行。
齿槽偏差指的是齿槽的形状误差,包括齿距误差、齿厚误差和齿顶高度误差等。
齿宽偏差指的是齿宽的尺寸误差,包括齿宽差和齿侧间隙等。
为了提高重合度,制造工艺和加工精度是关键。
首先,齿轮的齿槽形状应符合设计要求,避免齿槽偏差过大。
其次,齿轮的齿宽尺寸应精确控制,避免齿宽偏差过大。
此外,还需要注意齿轮的加工工艺,如齿轮的磨削、热处理和装配等环节,都需要精确控制,以保证齿轮的重合度。
在齿轮设计中,还可以采取一些措施来改善重合度。
例如,通过增加齿轮的齿数,可以减小单个齿的载荷,从而降低齿槽偏差和齿宽偏差。
此外,还可以采用特殊的齿形和齿面修形等方法,来改善齿轮的重合度。
重合度的好坏对齿轮传动的性能有着重要的影响。
重合度差的齿轮传动容易产生噪音、振动和能量损失,甚至会导致齿轮断裂或损坏。
而重合度好的齿轮传动则具有平稳性好、传动效率高、噪音小和寿命长等优点。
重合度是评估渐开线直齿圆柱齿轮传动性能的重要指标之一。
通过控制齿槽偏差和齿宽偏差,优化齿轮的制造工艺和加工精度,可以改善齿轮的重合度。
重合度好的齿轮传动具有平稳性好、传动效率高和寿命长等优点,对于工程设计和制造具有重要意义。
齿轮振动的原因

齿轮振动的原因1. 介绍齿轮振动是指在齿轮运动过程中产生的振动现象。
齿轮振动不仅会导致噪音和能量损失,还可能引起齿面磨损和故障。
了解齿轮振动的原因对于优化齿轮设计和提高机械系统的可靠性至关重要。
2. 齿轮系统的振动模式在了解齿轮振动的原因之前,我们首先要了解齿轮系统的振动模式。
齿轮系统的振动主要可以分为以下几种模式:2.1 传动误差引起的振动齿轮的传动误差主要来自于齿廓误差和轴向负荷引起的变形。
在传动过程中,这些误差会导致齿轮的非均匀运动,从而引起齿轮系统的振动。
2.2 齿轮啮合引起的振动齿轮啮合产生的振动是另一个常见的振动模式。
当齿轮啮合时,由于啮合间隙和齿形误差等因素,会产生冲击和振动。
2.3 齿轮系统的共振当齿轮系统的振动频率等于系统的共振频率时,会发生共振现象。
共振会导致振幅增大,引起更严重的振动问题。
3. 齿轮振动的原因齿轮振动的原因可以从多个方面进行分析。
以下是一些常见的原因:3.1 齿轮设计问题•齿轮啮合角度不合适。
啮合角度是指齿轮啮合时两个相邻齿的夹角。
过大或过小的啮合角度都会导致齿轮振动。
•齿轮副几何参数设计不合理。
齿廓曲线的选择、齿形修正等几何参数的设计都会影响齿轮的振动性能。
•齿轮材料和热处理问题。
材料的选择和热处理的不当都会导致齿轮的振动问题。
•齿轮轴向负荷不平衡。
轴向负荷不平衡会引起齿轮的变形和振动。
3.2 齿轮制造和安装问题•齿轮加工精度不高。
齿轮的加工精度直接影响其振动性能。
加工精度低会导致齿轮的传动误差增大。
•齿轮安装不当。
齿轮安装时如果对啮合间隙、预紧力等参数控制不当,都会导致齿轮的振动。
3.3 动力问题•齿轮系统的激振力。
激振力是指齿轮传动中由于动力装置或负载的变化引起的周期性力。
•齿轮系统的扰动力。
扰动力是指齿轮传动中由于齿轮的不均匀间隔或间隙导致的非周期性力。
3.4 轴承问题•齿轮轴承的损坏或松动。
轴承的损坏或松动会导致齿轮的振动。
•轴承预紧力不合适。
轴承预紧力对于齿轮传动的振动特性有着重要影响。
论齿轮传动噪音产生原因及降噪方法
论齿轮传动噪音产生原因及降噪方法作者:苗井皓来源:《中国科技博览》2019年第03期[摘要]齿轮箱在电机中应用广泛,既可以改变传动方向和速度,也可以起到离合与分配动力的作用,是机械传动中最重要的部件之一。
齿轮啮合时是否产生噪音是衡量齿轮传动性能的重要因素,文章分析了齿轮传动噪音产生的原因,并提出了降低齿轮传动噪音的相应对策。
[关键词]齿轮传动噪音;产生原因;降噪方法中图分类号:TH132.41 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)03-0319-02引言新时期,机械工程在社会经济不断提升的推动下,生产出大量新型的机械设备,给国家及社会各行业带来极大的便利,带动了我国经济发展。
但是随着机械化程度越来越高,其生产出的机械设备结构也就相对复杂许多。
在此过程中,齿轮作为机械设备零部件这个较为常见的基础性部分,其直接决定着整台机械设备得以正常运转。
因此,研究齿轮传动噪音产生原因及降噪方法具有重要的意义。
一、齿轮传动噪声产生的机理齿轮在传动过程中由于在制造精度、刚度、装配精度等的不同情况,会产生不同程度的振动与噪声。
齿轮啮合传动时,由于齿面间存在摩擦力,相对滑动速度在节点上突然换向,导致齿面间的相对摩擦力的方向突然改变,从而产生了脉冲力。
节点处的脉冲力称为“节线冲力”另外齿轮轮齿在手里运转过程中,总会产生一定的弹性变形,再加上齿轮的制造误差和装配误差等因素,当被动齿轮轮距或基节大于公称值时,将在被动齿轮轮根发生顶刃啮合,从而产生轮齿与轮齿之间的冲撞力称为“啮合冲力”节线冲力和啮合冲力都是齿轮产生振动和噪声的激励源。
1、啮合齿轮节点的脉动冲击一堆渐开线齿轮在传动过程中,各对轮齿的接触点运动轨迹始终在啮合线上依次前进。
根据齿轮的啮合原理可知,齿轮副在传动过程中在整个啮合线上齿廓间相对滑动速度的大小将随啮合点位置不同而改变,其中以啮合开始点和啮合结束点为最大,而在节圆切点的滑动速度为零,同时相对滑动速度的方向和节圆切点开始改变。
齿轮传动噪音产生的原因
齿轮传动噪音产生的原因齿轮传动是一种常见的机械传动方式,广泛应用于各种机械设备中。
然而,在齿轮传动过程中,噪音常常是一个令人头痛的问题。
那么,为什么齿轮传动会产生噪音呢?下面将从几个方面进行解析。
齿轮传动噪音的产生与齿轮的制造精度有关。
精度越高的齿轮,其齿面的配合越紧密,齿轮间的间隙越小,因此产生的噪音也会相对较小。
相反,如果齿轮的制造精度较低,齿面配合不紧密,齿轮间存在较大的间隙,就会产生较大的噪音。
齿轮传动噪音的产生与齿轮的材质有关。
齿轮通常由金属材料制成,例如钢、铁等。
这些金属材料在齿轮传动过程中会受到力的作用,产生振动。
这些振动会通过齿轮传递到其他部件,进而产生噪音。
此外,齿轮的材质也会影响其自身的噪音产生。
一些材料的内部结构不均匀,存在缺陷或杂质,容易产生噪音。
第三,齿轮传动噪音的产生与齿轮的齿形有关。
齿轮的齿形设计不合理或存在缺陷,例如齿形不平整、齿距不匀等,都会导致齿轮传动过程中产生较大的噪音。
此外,齿轮的齿数也会影响噪音的产生。
如果齿轮的齿数过少或过多,都会增加齿轮之间的相对速度差,从而产生噪音。
第四,齿轮传动噪音的产生与齿轮的润滑情况有关。
齿轮之间的配合表面在传动过程中会产生摩擦,摩擦力会产生噪音。
良好的润滑可以减少齿轮间的摩擦,从而减少噪音的产生。
因此,在齿轮传动中,适当选择合适的润滑方式和润滑剂对于降低噪音非常重要。
齿轮传动噪音的产生还与工作条件有关。
齿轮传动在工作过程中会受到很多因素的影响,例如负载大小、转速、工作温度等。
这些因素都会影响齿轮传动的运行状态,进而影响噪音的产生。
例如,当负载过大时,齿轮之间的压力和摩擦会增加,从而增加噪音的产生。
齿轮传动噪音的产生是一个复杂的问题,涉及到齿轮的制造精度、材质、齿形、润滑情况以及工作条件等多个方面。
只有在这些方面都得到合理的设计和控制,才能有效降低齿轮传动噪音的产生。
因此,在实际的齿轮传动设计和应用中,需要综合考虑各种因素,采取相应的措施,以减少噪音对环境和人体的影响。
影响齿轮噪音的因素
影响齿轮噪音的因素齿轮类型对噪音的影响不同类型的齿轮,由于它们的几何特性不同,将有不同形式的啮合过程。
例如:在载荷与速度相同的条件下,斜齿轮的噪音可比直齿轮低3~10dB;压力角对齿轮噪音的影响为了传递一定的功率须保待F为定值。
如果增大压力角a,就得增大齿面法向力Fn,这在具有摩擦力的实际齿面上就会增大节线冲力和啮合冲力,因而导致振动和噪音级的增大。
虽齿轮中心距误差并不影响渐开线齿形的准确啮合,但其变动却引起工作压力角周期性变化。
例如:齿轮在轴上的偏心,将以齿轮的回转频率改为变其中心距,这样势必调制齿轮传动的振动和噪音的频率,调制的幅值将取决于偏心量的大小。
重合度对齿轮噪音的影响轮齿在传递载荷时有不同程度数变动。
这样在进入和脱离啮合的瞬间就会产生沿啮合线方向的啮合冲力,因而造成扭转振动和噪音。
如果增加瞬间的平均齿数,即增大重合度,则可将载荷分配在较多的齿上,使齿面单位压力减小,从而减小轮齿的变形,改善进入啮合和脱离啮合时的冲击情况,因此也降低了齿轮传动的扭转振动和噪音。
重合度由1.19增大至2.07时在1000rpm时降低噪音4dB,而在2000rpm时降低噪音6dB。
对斜齿轮,可通过改变螺旋角β和齿宽b而增大重合度,而且可大大超过直齿轮,但螺旋角也不宜过大,否则另引起轴向振动。
增加齿数,大齿顶高系数或减少压力角均可增大重合度,减少振动和降低噪音。
齿轮精度对噪音的影响齿轮噪音受齿轮精度的影响极大,降低齿轮噪音的第一步就是提高齿轮精度,对精度极度低的齿轮,采用其它任何降噪音措施都是徒劳的。
在单项误差这中,影响最大的是齿距(基节或周节)和齿形两项:1. 齿距:噪音与基节误差成正比例增减,当转速增高或者负荷增大时,噪音增减的梯度也增大,而且,在齿轮一转中,即使有一个齿距误差较大,则噪音也明显增大。
2. 齿形:只给出齿形误差的大小,并不能判断出其对噪音的影响,重要的是齿形的误差形状,例如在节点附近的”中凹“会使噪音增加很多。
渐开线齿轮传动的噪声产生与防治
《 机床与液压》20. 8 05N. o
渐开线齿轮传动的噪声产生与防治
王致坚, 伍利群,罗魁元
( 1) 湖南工学院, 衡阳41 0 20
摘要: 论述了渐开线齿轮在设计制造安装中所产生的基节误差、重合度系数、接触误差、侧隙是噪声产生的主要因 素 ,并提出了防治措施 。 关键词:渐开线齿轮; 基节误差; 重合度系数;接触误差; 侧隙 中图分类号: H 3. ; 3 文献标识码: T 1243 B3 1 T5 B 文章编号: 01 38 (05 8 8 10 - 1 0 ) 2 - 8 2 -0 3 Th Re s n d r v n in I ou e a v lt Ge r一d ie Nos s e a o a P e e t o n n o f rv n ie
p dc ni s d cs d ad vno wy wr pt a . r ue s w s us , p etn s e f wr o oe a i e n r i a e u o d s e r
Kyo s nl grR i o e rS eot ee ol; h ; 一a Iot e; 、 。e ; rsodr mdu T ce rS。 g e r ; u a a 一 d r u pin e s o r i p w d v e d r p i g o u u r d o
为:
二 n t at ' Zt 二t ' 。 1 a ;a ) zn 一n) = I n 一n +(a a 〕 Z a a , ( a a
式中:, 分别为两齿轮的齿数; n a 分别为 Z 2 , Z a, , , .
两齿轮的齿顶圆压力角; ’ a为两齿轮的啮合角 ( 见图
3。 )
由图3 可知,两齿轮的啮 合角 。相等, ‘ 并且它们都与
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∙对渐开线直齿圆柱齿轮传动噪音与振动的产生原因的分析∙发布时间:2011-4-18 13:55:42 来源:其他∙1渐开线直齿圆柱齿轮减速机(山西减速机)传动噪音与振动产生的原因为从设计角度出发降低齿轮传动系统的噪声,先来分析齿轮系统噪声的种类和发生机理。
在齿轮系统中,根据机理的不同,可将噪声分成加速度噪声和自鸣噪声两种。
在轮齿啮合时,由于冲击而使齿轮产生很大的加速度并会引起周围介质扰动,由这种扰动产生的声辐射称为齿轮的加速度噪声;在齿轮动态啮合力作用下,系统的各零部件会产生振动,这些振动所产生的声辐射称为自鸣噪声。
对于开式齿轮传动,加速度噪声由轮齿冲击处直接辐射出来,自鸣噪声则由轮体、传动轴等处辐射出来。
对于闭式齿轮传动,加速度噪声先辐射到齿轮箱内的空气和润滑油中,再通过齿轮箱辐射出来。
自鸣噪声则由齿轮体的振动通过传动轴引起支座振动,从而通过齿轮箱箱壁的振动而辐射出来。
一般说来,自鸣噪声是闭式齿轮传动的主要声源。
因此,齿轮系统的噪声强度不仅与轮齿啮合的动态激励力有关,而且还与轮体、传动轴、轴承及箱体等的结构形式、动态特性以及动态啮合力在它们之间的传递特性有关。
一般来说,齿轮系统噪声发生的原因主要有以下几个方面:(1)齿轮设计方面参数选择不当,重合度过小,齿廓修形不当或没有修形,齿轮箱结构不合理等。
(2)齿轮加工方面基节误差和齿形误差过大,齿侧间隙过大,表面粗糙度过大等。
(3)轮系及齿轮箱方面装配偏心,接触精度低,轴的平行度差,轴,轴承支承的刚度不足,轴承的回转精度不高及间隙不当等。
(4)其他方面输入扭矩、负载扭矩的波动,轴系的扭振,电动机及其他传动副的平衡情况等。
2.1齿轮啮合原理对噪音与振动的影响从渐开线直齿圆柱齿轮的啮合原理上讲,齿轮传动过程中两个共轭齿面之间的摩擦应该是纯滚动运动摩擦,但实际应用中理论上的纯滚动啮合是不存在的,渐开线直齿圆柱齿轮啮合轨迹是滚动运动和相对滑动运动共存的复杂运动,这是难以避免和克服的。
在加工齿轮齿面的过程中,如果没有经过最后的齿面的研磨,实际的齿面就类似于不同直线连接起来的曲线,在滚动加滑动摩擦的过程中,摩擦和撞击是在所难免的,噪音和振动也就随之而来了。
2.2齿轮传动重合度及齿轮参数对传动噪音与振动的影响(1)齿轮传动重合度对传动噪音与振动的影响渐开线直齿圆柱齿轮传动中,重合度ε值是保证齿轮传动连续性、平稳性与承载及抗弯曲能力的重要指标。
增大重合度可以减小单对轮齿的弯曲载荷及冲击强度,从而能减小轮齿啮入和啮出时的载荷冲击,降低齿轮传动噪声。
其次,随着接触轮齿对数的增加,单对轮齿的传动误差被均化,加之齿面摩擦副中润滑脂的作用,都能减小轮齿的动态噪音和振动的叠加。
(2)模数m的大小对传动噪音与振动的影响在渐开线直齿圆柱齿轮的相关参数中,齿轮模数是齿轮的主要设计参数,也是齿轮传动产生噪音的一个重要因素。
一对齿轮啮合时,啮合齿轮之间的相互弯曲作用应力,使得齿轮的齿形产生弯曲弹性变形,在离开啮合后,齿形经过弹性变形的回弹又恢复原来的齿形状态,从而产生振动和噪音。
而轮齿的弯曲刚度又与模数成正比,所以模数对渐开线直齿圆柱齿轮噪音的产生有关键的影响。
(3)齿轮宽度b及辐板厚度h对传动噪音与振动的影响齿宽变化会引起噪声改变。
因为齿宽不同,能量衰减的程度就不同。
齿宽大的齿轮由于接触的点和线较多,其衰减性能好,噪声也低。
另外,齿轮辐板的厚度对噪音的大小也有影响。
2.3加工过程诸因素对齿轮传动噪音与振动的影响(1)“压力角偏差”的影响在齿轮加工过程中,不论是滚齿、插齿、剃齿还是磨齿,齿轮的齿形都取决于加工刀具分度圆上的压力角。
若在加工过程中,刀具分度圆上的压力角偏离了理论值,从而形成齿形的“压力角偏差”,那么齿轮啮合中就必然会噪音和振动。
(2)“齿形偏差”的影响在齿轮加工过程中,如果加工方法是采用范成法加工,在同一个齿面上所含的加工刀数越多,形成的加工包络曲线数量越多,等于齿面曲线形成的直线越短、越密集,齿面相对就越光滑,反之就越粗糙,从而形成了“齿形偏差”,这是不可抗拒的加工原理上的加工误差。
(3)齿侧间隙的影响在齿轮中,齿侧间隙是决定齿轮传动噪音的重要因素。
齿侧间隙过大是由于加工过程中,加工刀具的切向深度过深,反之就是切向深度不足。
齿侧间隙过大时,由于齿侧间隙留有一定的余量,使得一对相互传递转速的齿轮产生角速度差,传动中齿面的相互撞击、振动是噪音产生的主要因素,齿侧间隙过小,齿轮传动过程中齿间楔入会产生非正常的摩擦和径向振动,还会破坏正常的润滑油膜,也破坏了油膜吸附噪音的功能。
2.4传动系统中其它部件对齿轮传动的噪音影响(1)齿轮传动是装配在与之相关的轴上的,带有齿轮传动的轴绝大多数是采用不同直径的阶梯轴,轴的两端安装轴承的部位,相互之间的同轴度与同圆度误差,两端轴承端轴与安装齿轮轴的部位之间的同轴度及同圆度误差都是直接产生齿轮传动中径向跳动的直接原因,而齿轮传动中的径向跳动又是直接产生共轭齿面间相互撞击、产生传动系统噪音的根源。
(2)两端轴承的精度等级也是影响齿轮传动精度和噪音的重要因素,如果轴承选用精度不正确,轴承的径向跳动超出正常范围,影响齿轮的正常啮合,轴承的径向跳动是产生噪音和振动的一个不可忽视的因素。
(3)箱体的两轴的平行度及中心距误差是一个后天无法克服的产生噪音和振动的因素,在箱体上与一对齿轮传动相关的两根轴的四个轴承定位支撑孔的平行与垂直度精度,是保障一对齿轮正确啮合的基本条件,如果四孔之间误差过大,就会产生齿轮非正常的啮合,传动精度无法保障使噪音和振动无法控制在正常范围内。
(4)两轴的中心距误差会使齿轮传动发生齿侧间隙过大或过小而产生撞击或楔入的噪音和振动。
(5)润滑系统是导出齿轮传动中所产生热量的保障系统,而润滑脂是导出传动热量的介质,且对润滑齿轮、降低噪音、减少振动、减少磨损、提高齿轮的使用寿命起着关键性的作用,润滑系统和润滑脂之间有着密切合作,但在实际应用中往往被忽略。
(6)齿轮轴与轴孔的误差。
正常的轴孔与齿轮轴的配合应该是过渡配合,但超公差的情况并不少见,这种超公差都体现在齿轮上的孔径大于轴径,且不属于过渡配合的范畴,超公差的直接影响就是齿轮运转的摆动振动和不规则的跳动,属不规则噪音或突发性噪音,在遇到外部负荷过大或有冲击载荷时,这种现象尤为突出。
3改善齿轮传动噪音及振动的方法3.1从设计上合理选择齿轮参数(1)合理选择渐开线直齿圆柱齿轮重合度ε对于渐开线齿轮,理论上的设计要求其重合度ε≥1,在有较高的加工及装配能力,且理论上不产生传动干涉的情况下尽可能的提高齿轮传动的重合度ε,有利于平稳传动和减少传动噪音及振动。
(2)合理选择齿轮模数m、齿宽b和齿轮幅板厚度h从理论上讲,当传递较大载荷时,由于轮齿啮合的动态激励主要是轮齿的弯曲变形引起的,而轮齿的弯曲刚度又与模数成正比,因此增大模数可减小轮齿的动态激励,从而降低噪声。
但是在传递载荷较小或空载时,轮齿误差的影响会远大干轮齿变形,就应从齿轮加工误差的角度来考虑模数大小对噪声的影响。
上述两项误差直接与模数有关,并且模数大,齿形误差大,噪声也大。
因此,在传递较小载荷或空载时,在齿轮强度允许的情况下,应尽可能取小模数。
增大模数m,能提高齿轮的抗弯强度,改善齿轮单齿的刚性,使单齿的弯曲变形减小,并能减小瞬时角速度变化,减少齿轮噪声及振动。
但在齿数一定的条件下,模数m加大后,齿轮节圆直径就会随之加大。
结构及体积也必然会增大,单位制造成本也会增大,另外,根据声学原理,齿轮的轮盘直径越大,其发声强度也越大。
所以,在充分考虑强度、结构条件和避免根切的条件下,模数m 应尽可能的降低,这样,一方面可以减少齿轮辐射噪声的面积;另一方面,中心距确定后,当齿轮的分度圆直径d=mz一定时,模数m越小,齿数z越多,重合度增大,能够有效地降低齿轮传动的噪声。
同时,模数m小,齿轮的加工成本也会降低。
除此之外,在满足运动与抗根切的条件下,大小齿轮齿数应互为质数,防止轮齿周期性的重复啮合,分散轮齿接触误差重叠对平稳性的影响,也能减少周期性振动及由此产生的噪声。
在设计中,如果齿宽太薄容易产生轴向振动与轮齿的弯曲变形,引起振动和噪音。
但齿宽太厚又会增加制造与装配误差,也不利于减噪。
对于减速传动的齿轮,初级传动由于传递转距相对较小,宜采用窄齿传动,对末级或承受重载荷的齿轮应采用宽齿传动。
另外,厚幅板式轮幅的齿轮噪音小。
所以要减振降噪可选用轮径较小的齿轮,同时用加大幅板厚度来弥补强度,以达到降低噪音的目的。
(3)转速n和传动比i的选择渐开线直齿圆柱齿轮旋转速度越高噪声也越大。
各轴的转速是根据动力、工作机构和传动比要求分配而定的。
每一种传动系统都有自己的固有频率,防止共振应避免齿轮的转速与其合拍。
一般要求增速传动时i≤2;减速传动时i≥1/4.超过此范围单级传动应改为双级传动。
单级传动的噪声比双级传动的噪声大;增速传动的噪声比减速传动的噪声大。
3.2箱体结构设计及外部增加吸收噪音材料在渐开线直齿圆柱齿轮传动中,开放式的传动方式大多数是低转速的低噪音传动。
而高转速的传动方式时可以采取箱体结构。
设计中增加隔音结构或外部增加隔音材料,使大部分噪音被隔音结构和吸音材料所吸收。
3.3选择合理的加工及装配精度渐开线直齿圆柱齿轮传动振动与噪音是一个相对的物理量。
并不是一味的追求理想上无噪音或无振动传动。
在充分考虑成本、使用安全、噪音等综合指标的同时,选择适合的加工精度与装配精度,用合理的加工与装配精度来保障机构的总体合理性。
如果加工精度与装配精度都能满足设计要求,就等同与把齿轮传动的振动和噪音控制在合理的范围内了。
3.4选择合理的润滑脂合理的润滑脂既能保护齿面不受磨损,提高齿轮的使用寿命,又能改善齿轮的传动精度。
润滑脂可以通过油膜来保护共轭齿面的滚动加滑动摩擦,在油膜没有被破坏的情况下,油膜又有克服传动冲击和减振作用。
4结论从齿轮传动的特性出发,分析了设计、加工各环节中与噪声产生密切相关的各种主要因素,并对其加以总结归纳,从而为控制渐开线直齿圆柱齿轮传动噪音提供了一系列经验性的方法和思路。