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主從動錐齒輪參數(shù)對齒輪傳動噪音的影響有哪些?

發(fā)布時(shí)間:2015-11-24

  主從動錐齒輪參數(shù)的選擇是決定齒輪工作性能和噪音的首要問題。以下是齒輪設(shè)計(jì)時(shí)相關(guān)參數(shù)選取的一般規(guī)律。
一、模數(shù)和齒數(shù)
   齒輪的模數(shù)越大,強(qiáng)度越高,在傳動中齒形變形越小。從理論上說,所引起的齒輪角速度會小一些,引起的震動和噪音也會小一點(diǎn),但事實(shí)上模數(shù)越大,加工誤差的絕對值也會增大,在傳動中會增大動載荷,增大震動和噪音;同時(shí),由聲學(xué)理論上來說,旋轉(zhuǎn)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(dāng)齒數(shù)一定時(shí),增大模數(shù),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(jié)圓的線速度有關(guān),線速度越大,運(yùn)轉(zhuǎn)噪音也越大,相關(guān)試驗(yàn)反映,齒輪線速度增加一倍,齒輪噪音增加6分貝。

  當(dāng)模數(shù)一定時(shí),減少齒輪的齒數(shù),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(shù)受到以下兩方面的限制:一是齒數(shù)太少,用范成法加工齒輪時(shí)會出現(xiàn)根切現(xiàn)象;另一方面,當(dāng)壓力角一定時(shí),主被動的齒數(shù)和太小,會降低重疊系數(shù),影響平穩(wěn)性和傳遞載荷的能力。 從降低齒輪噪音方面來說,應(yīng)該在滿足強(qiáng)度的前提下,選用較小的模數(shù);在保證單個(gè)齒輪不根切,主被動齒輪的接觸比在1.75-2.0的前提下選用較少的齒數(shù),以便得到較小的齒輪直徑。 另外,在齒輪傳動中,要求主被動齒輪的齒數(shù)應(yīng)互為質(zhì)數(shù),這樣可以分散齒接觸誤差對傳動平穩(wěn)性的影響,在傳動中就不會出現(xiàn)某些周期性的重復(fù)嚙合現(xiàn)象,這就消除了這種誤差引起齒輪傳動中的周期性的強(qiáng)迫震動所引起的噪音。

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

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

四、齒兩側(cè)平均壓力角
   增大壓力角,可以提高齒輪的強(qiáng)度,但在主被動齒輪齒數(shù)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,會增大軸承的徑向負(fù)荷和軸的彎曲變形,這將影響主被動齒輪的正常嚙合,引起震動和噪音。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(xiàn)在兩側(cè)的平均壓力角為22.5°。

五、齒側(cè)間隙
   推薦的齒側(cè)間隙如下,
模數(shù)     齒側(cè)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(cè)隙量,這個(gè)側(cè)隙是根據(jù)齒距和工作條件而定的。如果齒側(cè)間隙太小,就會增加齒間潤滑油的壓力,引起彈性震動,甚至破壞齒面的油膜,還可能引起齒側(cè)的干涉。因此在推薦的范圍內(nèi),選用偏大的齒側(cè)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說,主、被動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錐齒輪的直徑,使其具有好的強(qiáng)度和剛度,提高齒輪傳動的負(fù)荷,同時(shí)可以選用較大的螺旋角,增加接觸比,降低傳動噪音。但太大的偏置距會產(chǎn)生根切,因此應(yīng)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。

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