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主從動(dòng)錐齒輪參數對齒輪傳動(dòng)噪音的影響有哪些?

發(fā)布時(shí)間:2015-11-24

  主從動(dòng)錐齒輪參數的選擇是決定齒輪工作性能和噪音的首要問(wèn)題。以下是齒輪設計時(shí)相關(guān)參數選取的一般規律。
一、模數和齒數
   齒輪的模數越大,強度越高,在傳動(dòng)中齒形變形越小。從理論上說(shuō),所引起的齒輪角速度會(huì )小一些,引起的震動(dòng)和噪音也會(huì )小一點(diǎn),但事實(shí)上模數越大,加工誤差的絕對值也會(huì )增大,在傳動(dòng)中會(huì )增大動(dòng)載荷,增大震動(dòng)和噪音;同時(shí),由聲學(xué)理論上來(lái)說(shuō),旋轉體的端面面積越大,相同角速度時(shí)產(chǎn)生的噪音也越大。當齒數一定時(shí),增大模數,就增大了端面面積,增大了噪音的發(fā)射能力。另一方面,齒輪噪音也與齒輪節圓的線(xiàn)速度有關(guān),線(xiàn)速度越大,運轉噪音也越大,相關(guān)試驗反映,齒輪線(xiàn)速度增加一倍,齒輪噪音增加6分貝。

  當模數一定時(shí),減少齒輪的齒數,就減少了噪音,就減少了噪音的輻射面積,同時(shí)也減少了齒輪的圓周速度,這些都有利于降低齒輪噪音。但減少齒數受到以下兩方面的限制:一是齒數太少,用范成法加工齒輪時(shí)會(huì )出現根切現象;另一方面,當壓力角一定時(shí),主被動(dòng)的齒數和太小,會(huì )降低重疊系數,影響平穩性和傳遞載荷的能力。 從降低齒輪噪音方面來(lái)說(shuō),應該在滿(mǎn)足強度的前提下,選用較小的模數;在保證單個(gè)齒輪不根切,主被動(dòng)齒輪的接觸比在1.75-2.0的前提下選用較少的齒數,以便得到較小的齒輪直徑。 另外,在齒輪傳動(dòng)中,要求主被動(dòng)齒輪的齒數應互為質(zhì)數,這樣可以分散齒接觸誤差對傳動(dòng)平穩性的影響,在傳動(dòng)中就不會(huì )出現某些周期性的重復嚙合現象,這就消除了這種誤差引起齒輪傳動(dòng)中的周期性的強迫震動(dòng)所引起的噪音。

二、接觸比和主動(dòng)錐齒輪螺旋角
   主被動(dòng)齒輪的接觸比一般被認為是評定齒輪傳動(dòng)平穩性和承載性的重要指標,增大接觸比可以減少主被動(dòng)齒輪結合和分離時(shí)的沖擊力,就會(huì )減少震動(dòng)和噪音。但當修正接觸比超過(guò)2.3時(shí),就不能保證相應應力下的耐久壽命,特別是齒輪的抗沖擊力減弱。加大主動(dòng)錐齒輪的螺旋角可以增大主被動(dòng)齒輪的接觸比,因次應在保證主動(dòng)齒輪強度的基礎上選擇略大的螺旋角,使傳動(dòng)平穩并提高齒輪壽命。

三、從動(dòng)輪齒面寬
   從理論上說(shuō),增加齒寬可以提高齒輪的強度和剛度,減少齒輪齒在嚙合中的變形,減少噪音。在試驗中發(fā)現齒寬變化對噪音的影響有限,齒輪噪音幾乎沒(méi)有太大的變化,因此,在設計中一般按Gleason推薦的取外錐距的30%到33%。

四、齒兩側平均壓力角
   增大壓力角,可以提高齒輪的強度,但在主被動(dòng)齒輪齒數不變時(shí),增大壓力角將降低接觸比。更重要的是增大壓力角,會(huì )增大軸承的徑向負荷和軸的彎曲變形,這將影響主被動(dòng)齒輪的正常嚙合,引起震動(dòng)和噪音。因此提高為了提高齒輪的承載能力,采用大的壓力角的齒輪是弊大于利。日產(chǎn)柴現在兩側的平均壓力角為22.5°。

五、齒側間隙
   推薦的齒側間隙如下,
模數     齒側間隙(mm)
25.5     0.50-0.75
13.0     0.30-0.40
8.47     0.20-0.28
6.35     0.15-0.20
4.23     0.1-0.15
2.54     0.05-0.10
   雙曲面齒輪加工具有一定的側隙量,這個(gè)側隙是根據齒距和工作條件而定的。如果齒側間隙太小,就會(huì )增加齒間潤滑油的壓力,引起彈性震動(dòng),甚至破壞齒面的油膜,還可能引起齒側的干涉。因此在推薦的范圍內,選用偏大的齒側間隙對降低齒輪噪音是有利的。

六、偏置距
   雙曲面齒輪的相對于螺旋錐齒輪來(lái)說(shuō),主、被動(dòng)齒輪軸存在有向上或向下的偏移,這個(gè)偏移量既為雙曲面齒輪的偏置距。偏置距增大可以增大主動(dòng)錐齒輪的直徑,使其具有好的強度和剛度,提高齒輪傳動(dòng)的負荷,同時(shí)可以選用較大的螺旋角,增加接觸比,降低傳動(dòng)噪音。但太大的偏置距會(huì )產(chǎn)生根切,因此應在不產(chǎn)生根切的前提下增大偏置距。推薦的偏置距為平均錐距的20%以下。