主從動(dòng)錐齒輪參數(shù)對齒輪傳動(dòng)噪音的影響有哪些?
選擇主動(dòng)錐齒輪參數(shù)是決定齒輪工作性能和噪聲的首要問題。以下是齒輪設(shè)計(jì)中相關(guān)參數(shù)選擇的一般規(guī)律。
一、模數(shù)和齒數(shù)
齒輪模量越大,強(qiáng)度越高,傳動(dòng)中的齒變形越小。理論上,齒輪角速度較小,振動(dòng)和噪聲較小,但實(shí)際上模量越大,處理誤差的絕 對值增加,增加傳動(dòng)負(fù)荷,增加振動(dòng)和噪聲;同時(shí),從聲學(xué)理論來看,旋轉(zhuǎn)體的端面積越大,相同角度產(chǎn)生的噪聲越大。當(dāng)齒數(shù)確定時(shí),增加模量,增加端面積,增加噪聲發(fā)射能力。另一方面,齒輪噪聲也與齒輪節(jié)的線速度有關(guān)。線速度越大,運(yùn)行噪聲越大。相關(guān)試驗(yàn)反映齒輪線速度翻倍,齒輪噪聲增加6分貝。
當(dāng)模量確定時(shí),減少齒輪的齒數(shù),降低噪聲,降低噪聲的輻射面積,同時(shí)降低齒輪的周長速度,有利于降低齒輪噪聲。然而,齒數(shù)的減少受到以下兩個(gè)方面的限制:一是齒數(shù)太小,齒輪加工時(shí)會(huì)出現(xiàn)根切現(xiàn)象;另一方面,當(dāng)壓力角度確定時(shí),主動(dòng)和被動(dòng)齒數(shù)和過小會(huì)降低重疊系數(shù),影響穩(wěn)定性和傳遞載荷的能力。在降低齒輪噪聲方面,應(yīng)在滿足強(qiáng)度的前提下選擇較小的模量;主動(dòng)和被動(dòng)齒輪的接觸比為1.75-2.在0的前提下,選擇較小的齒數(shù),以獲得較小的齒輪直徑。此外,在齒輪傳動(dòng)中,主要和被動(dòng)齒輪的齒數(shù)應(yīng)為質(zhì)數(shù),以分散齒接觸誤差對傳動(dòng)穩(wěn)定性的影響,傳動(dòng)中不會(huì)出現(xiàn)一些周期性重復(fù)嚙合現(xiàn)象,消除了齒輪傳動(dòng)中由這種誤差引起的周期性強(qiáng)制振動(dòng)引起的噪聲。
二、主動(dòng)錐齒輪的接觸比和螺旋角
主動(dòng)和被動(dòng)齒輪的接觸比一般被認(rèn)為是評價(jià)齒輪傳動(dòng)穩(wěn)定性和承載能力的重要指標(biāo)。增加接觸比可以降低主動(dòng)和被動(dòng)齒輪在組合和分離時(shí)的沖擊力,從而降低振動(dòng)和噪聲。但是,當(dāng)校正接觸比超過2.3時(shí),相應(yīng)應(yīng)力下的耐久性壽命無法保證,尤其是齒輪的抗沖擊性能減弱。增加主動(dòng)錐齒輪的螺旋角度可以增加主動(dòng)和被動(dòng)齒輪的接觸比,因?yàn)樵诒WC主動(dòng)齒輪強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,應(yīng)選擇稍大的螺旋角度,使傳動(dòng)穩(wěn)定,提高齒輪的使用壽命。
三、從動(dòng)輪齒面寬
理論上,增加齒寬可以提高齒輪的強(qiáng)度和剛度,減少齒輪齒在嚙合過程中的變形,降低噪聲。在實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)齒寬變化對噪聲的影響是有限的,齒輪噪聲變化不大。因此,在設(shè)計(jì)中通常是這樣的Gleason建議采用30%到33%的外錐距。
四、齒兩側(cè)平均壓力角度
增加壓力角度可以提高齒輪的強(qiáng)度,但當(dāng)主和被動(dòng)齒輪的齒數(shù)保持不變時(shí),增加壓力角度會(huì)降低接觸比。更重要的是,增加壓力角度會(huì)增加軸承的徑向載荷和軸的彎曲變形,從而影響主和被動(dòng)齒輪的正常嚙合,引起振動(dòng)和噪聲。因此,為了提高齒輪的承載能力,使用壓力角度大的齒輪弊大于利。日產(chǎn)木材兩側(cè)的平均壓力角為22.5°。
五、齒側(cè)間隙
建議的齒側(cè)間隙如下,
模數(shù)齒間隙(mm)
25.50.50-0.75
13.00.30-0.40
8.470.20-0.28
6.350.15-0.20
4.230.1-0.15
2.540.05-0.10
雙曲齒輪加工有一定的側(cè)間隙,根據(jù)齒間距和工作條件確定。如果齒間間隙過小,會(huì)增加齒間潤滑油的壓力,引起彈性振動(dòng),甚至損壞齒表面的油膜,也可能引起齒側(cè)的干涉。因此,在推薦的范圍內(nèi),選擇較大的齒間間隙有利于降低齒輪噪聲。
六,偏置距
與螺旋錐齒輪相比,雙曲面齒輪的主軸和被動(dòng)齒輪軸有向上或向下的偏移,這是雙曲面齒輪的偏移距離。增加偏差距離可以增加主動(dòng)錐齒輪的直徑,使其具有良好的強(qiáng)度和剛度,提高齒輪傳動(dòng)的載荷。同時(shí),可以選擇較大的螺旋角來增加接觸比,降低傳動(dòng)噪聲。但是,過大的偏差距離會(huì)產(chǎn)生根切割,因此應(yīng)增加偏差距離而不產(chǎn)生根切割。推薦的偏差距離為平均錐距離的20%以下。