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减速机噪音的原因和解决方案

发表时间: 2022-04-06 09:15:20

作者: 浙江塞纳德动力科技有限公司

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减速机噪音的原因和解决方案

传统的减速机性能是通过承载能力、疲劳寿命和运行精度三个主要因素来衡量的,传动噪声往往被忽略。随着ISO14000和ISO18000标准的相继颁布,控制减速机变速器噪声的重要性日益明显。工业发展和需求对减速机的传动误差要求更严格,对噪声控制要求更高。

目前减速机噪声形成因素大致可以从内外啮合齿轮的设计、制造、安装、运行、维护等方面进行分析。

设计原因及对策

1.减速机内齿轮精度等级

在设计减速机时,设计者往往会考虑经济因素,尽可能经济地确定齿轮精度水平。忽略精度水平是齿轮产生噪音和齿隙的标志。美国齿轮制造协会通过大量的齿轮研究,确定高精度齿轮产生的噪音比低精度齿轮小得多。因此,在条件允许的情况下,应尽可能提高齿轮的精度水平,这样既能减小传动误差,又能降低噪声。

2.减速机内齿轮宽度

减速机传动空间允许的情况下,增加齿轮宽度可以降低恒扭矩下的单位载荷。减少轮齿偏斜,降低噪声激励,从而降低传动噪声。德国H Opaz的研究表明,在转矩不变的情况下,小齿宽的噪声曲线梯度比大齿宽的高。同时,增加齿轮宽度还可以增加齿轮的承载能力,提高减速机的承载扭矩。

3.减速机内齿轮的螺距和压力角

小齿距可以保证更多的齿同时接触,增加齿轮重合度,减少单齿偏斜,降低传动噪音,提高传动精度。压力角越小,运行噪音越小,精度越高,因为齿轮接触角和横向重合度越大。

4.减速机内齿轮变位系数的选择

合理选择变位系数,不仅可以凑合中心距,避免齿轮根切,保证同心条件,改善齿轮传动性能,增加承载能力,延长使用寿命,而且可以有效控制侧隙、温升和噪声。在封闭齿轮传动中,硬齿面(硬度# gt350HBS)齿轮,其主要失效形式是齿根疲劳断裂。这种齿轮传动设计一般是按弯曲疲劳强度进行的。选择变位系数时,应保证啮合轮齿具有相等的弯曲强度。牙齿表面柔软(硬度# lt350HBS)齿轮,其主要失效形式是疲劳点蚀。这种齿轮传动设计一般是根据接触疲劳强度进行的。在选择位移系数时,应保证接触疲劳强度和疲劳寿命尽可能大。选择合理变位系数的限制条件是:①保证切齿不根切;②保证齿轮传动的稳定性,重合度必须大于1,一般大于1.2;③保证齿顶有一定的厚度;④一对齿轮在啮合传动时,如果一个齿轮齿顶的渐开线与另一个齿轮齿根的过渡曲线接触,由于过渡曲线不是渐开线,接触点处两个齿廓的公法线不能通过固定节点,从而引起传动比的变化,有可能使两个齿轮卡死。在选择修正系数时,必须避免这种“缓和曲线干扰”。

5.减速机内齿轮齿廓修形(修形和齿根修形)和齿顶倒角

将齿顶的齿形切割成比正确的渐开线略凸的形状。当齿轮齿面受外力变形时,可避免与啮合齿轮干涉,降低噪音,延长齿轮寿命。小心不要过度修剪。过切会增加齿形误差,对啮合产生不利影响。

6.齿轮声辐射特性分析

在选择不同结构形式的齿轮时,建立其特定结构的声辐射模型,并进行动力学分析,对齿轮传动系统的噪声进行预评估。为了满足用户的不同要求(使用场所是否无人,是否在市区,地上地下建筑是否有具体要求,是否有噪音防护,或者没有其他具体要求)。

7.减速机电源运行速度

根据减速机在不同转速下的测试,噪声会随着减速机输入转速的增加而增加。

8.减速机Box结构

实验结果表明,圆柱形箱体有利于减震。在其他条件相同的情况下,圆柱形箱体的噪声水平比其他类型的箱体低5dB。减速机 box的共振试验,通过找出共振位置,加上合适的筋条(板),可以提高箱体的刚度,降低箱体的振动,实现降噪。多级传动要求瞬时传动比的变化尽可能小,以保证传动平稳,冲击振动小,噪音低。

制造原因及对策

1.减速机内齿轮误差的影响

制造过程中的齿廓误差、基距误差、齿向误差和齿圈径向跳动误差是导致行星减速机变速器噪声的主要误差。控制行星减速机传动效率也是个问题。简要说明目前的齿形误差和齿向误差。

在相同试验条件下,齿形误差和粗糙度小的齿轮噪声比普通齿轮低10dB。在相同试验条件下,小齿距误差齿轮的噪声级比普通齿轮低6 ~ 12 dB。但如果存在齿距误差,载荷对齿轮噪声的影响就会减小。

齿向误差会导致传动功率不能在整个齿宽范围内传递,转向齿在接触区的这个端面或那个端面会由于局部应力而增加齿的挠度,导致噪声级增加。但在高载荷下,齿变形可以部分补偿齿向误差。

2.装配同心度和动平衡

装配不对中会导致轴系运转不平衡,由于齿理论啮合的松半和紧半,会加剧噪声。高精度齿轮传动组件的不平衡会严重影响传动系统的精度。

3.减速机内齿面硬度

随着齿轮硬齿面技术的发展,其承载能力大、体积小、重量轻、传动精度高等特点使其应用领域日益广泛。但为了获得硬齿面,渗碳淬火造成齿轮变形,导致传动噪声增大,齿轮寿命缩短。为了减少噪音,有必要对齿面进行精加工。目前,除了传统的磨齿方法外,还发展了硬齿面刮削法。通过修正齿顶和齿根,或者减小主动轮和从动轮的齿形,减小齿轮啮合和啮合的冲击,从而降低齿轮传动的噪声。

4.减速机系统索引验证

装配前零件的加工精度和零件的配合方式(完全互换、分组配合、单项配合等。)会影响系统装配后的精度水平,其噪声水平也在影响范围内。因此,装配后验证(或校准)系统指标以控制系统噪声是非常重要的。

安装原因及对策

1.减振和阻断措施

减速机安装时,尽量避免机身与基础支架、连接件产生共振,产生噪音。减速机一个或几个档位在一定的转速范围内往往会发生共振。除设计原因外,安装时不用空试就能找出共振位置。并采取相应的减振或减振措施。对于一些减速机要求传动噪声和振动低的,应选用高韧性、高阻尼的基础材料,以降低噪声和振动。

2.零件几何精度的调整

安装时几何精度不符合标准规定的要求,导致减速机零件共振,产生噪音,这应该与改进安装工艺、增加工装、保证装配工整体质量有直接关系。

3.松散零件

安装过程中,由于个别零件松动(如轴承预紧机构、轴系定位机构等。),系统定位不准,异常位置啮合,轴系移动,产生振动和噪音。这个系列要从设计结构入手,尽量保证各种机构的连接稳定性,采用多种连接方式。

4.传动部件损坏。

安装过程中,操作不当造成传动部件损坏,导致系统动作不准确或不稳定;高速运动部件损坏引起的油膜振动;造成人为运动部件的动态不平衡;产生振动和噪音。这些原因在安装过程中一定要注意,尽量避免。无法修复的损坏部件必须更换,以确保系统能够获得稳定的噪声水平。

维修原因及对策

减速机的正确使用和维护,不能降低系统的噪声水平,保证传输精度,但可以防止其指标恶化,延长其使用寿命。

1.内部清洁

减速机内部零件的清洁是保证其正常工作的基本条件。任何杂质和污垢都会影响和损坏传动系统,产生噪音。

2.工作温度

保证减速机的正常工作温度,避免零件因温升过大而变形,保证齿轮的正常啮合,从而防止噪音的增加。

3.及时润滑和正确使用机油。

不合理的润滑和不正确的使用润滑脂会对减速机造成不可估量的损害。高速时,齿轮齿面摩擦会产生大量热能,润滑不当会导致轮齿损坏,影响精度,增加噪音。设计时要求齿轮副有适当的间隙(啮合轮齿非工作面之间的间隙,以补偿热变形和储存润滑脂)。正确使用和选择润滑脂可以保证系统的安全有效运行,延缓恶化趋势,稳定噪声水平。

4.正确使用减速机

正确使用减速机可以最大程度的避免零部件损坏,保证稳定的噪声水平。减速机噪音会随着负载的增加而增加,所以应该在正常负载范围内使用。

5.定期维护和保养

定期维护(换油、更换磨损部件、紧固件松动部件、清除内部杂物、调整各部件间隙至标准值、验证几何精度等。).)可以提高减速机抵抗噪声电平恶化的能力,保持稳定的使用状态。

减速机传动噪声控制是一项系统工程,涉及到传动系统(齿轮、箱体、连接器、轴承等)的设计、制造、安装、使用和维护的全过程。)直到更新为止。它不仅对设计者、制造者,而且对安装、使用和维护者都提出了许多要求。如果以上任何一个环节得不到有效控制,齿轮传动噪声的控制就会丧失。

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