齿轮震动噪音分析控制
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参 考 文 献 1 刘雄伟等. 数控加工理论与编程技术. 北京 :机械工业出版
社 2 Zhang peng ,etc. ,NC milling of variable pitch and diameter helical
slot ,ISTA2001 3 林双. 利用 UG开发变距分件螺杆的通用设计程序. UG 用户
齿轮设计与加工
齿轮振动噪声分析及控制
□朱 革 彭东林 张兴红 郭小渝
摘要 深入剖析齿轮噪声的产生机理 ,并对齿轮噪声的形成 、各成分的特性及相应减小噪声的措施进行详细分析 。 关键词 :齿轮噪声 机理 措施 中图分类号 :TG61 文献标识码 :B 文章编号 :1671 —3133 (2002) 10 —0048 —04
二 、齿轮噪声的产生原因和影响因素
齿轮噪声产生的原因 ,除了齿轮本身的原因以外 , 还有轴 、轴承 、箱体以及驱动系统和执行机构等方面的 原因 。图 1 所示的是齿轮噪声产生原因的调查资料 。 调查对象是汽车 、机床 、通用机械 、减速器等动力传动 齿轮装置 (此类齿轮的模数 m ≤6 , 分度圆直径 d ≤ 400mm ,齿轮精度相当于 GB10095 —88 中的 8 级精度 以上) 。从图中可以看出 ,在产生噪声的全部原因中 , 组装占 15 % ,制造占 30 % ,设计占 35 % ,使用占 20 %。 显然设计和制造是主要因素 。以下就从齿轮结构和齿 轮误差两方面来阐述影响齿轮噪声的主要因素[3] 。
若模数不变而改变齿数 ,则齿轮直径将改变 。而 噪声的大小又不一定取决于振源的能量 ,而是较多取 决于噪声的辐射面积 。从这个角度讲 ,加大齿轮直径 对降低噪声不利 。但另一方面 ,在满足轮齿弯曲强度 的前提下 ,从降低齿轮加工成本和增加重合系数的角 度讲 ,齿轮齿数以多齿数为好 。
2) 齿宽加大可以改善轮齿接触性能 ,从而降低噪 声 。所以从降低噪声的角度来看 ,理想设计为 : (1) 选 择合适的材料与热处理 ,提高齿轮强度 ; (2) 尽量减小 齿轮直径 ,以降低轮齿强度 ; (3) 加大齿宽 ,以弥补轮齿 强度的降低 。
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检验后的 STL 小平面片和零件实体比较的方法进行分 析 ,获得了较好的效果 。
四 、结论
复杂 的 螺 杆 的 设 计 和 加 工 比 较 困 难 。采 用 三 维 CAD 技术进行产品设计 ,四轴数控机床加工手段能获 得比较满意的效果 。在设计制造中必须注意四轴数控 机床的特点优化加工工艺 ,编制合理有效的 NC 程序 , 并进行刀位轨迹模拟和验证 。
的影响大于加工误差的影响 ;齿轮负荷较小时 ,则加工 误差的影响大 。
1. 齿轮的精度 2. 组装精度 3. 齿面粗糙度 4. 齿轮箱形状 5. 齿轮润滑 6. 轴承 7. 材质 8. 齿轮的设计 9. 原动机与
负载的变化 10. 运行条件 11. 轴 、轴系 12. 齿轮形状 13. 齿轮磨损 14. 碰伤和毛刺 15. 其它 图 1 齿轮噪声产生的原因
一 、齿轮噪声的构成特性
1. 按噪声频率特性划分 齿轮噪声中包含有与齿轮本体固有频率和啮合频 率 (往往伴有上 、下边频) 有关的两种成分 。这两种成 分中包含有高次谐波 ,通常到三次谐波 。 前者是由齿轮啮合冲击激发的齿轮本身的固有振 动噪声 ,这种噪声在无负载时尤为明显 。后者产生的 噪声也即为齿轮的加速度噪声 。它是由于轮齿在齿轮 啮合点产生很大的加速度 ,从而辐射出噪声 。即由于 齿面间存在摩擦力 ,相对滑动速度在节点突然换向 ,导 致齿面间的相对摩擦力的方向突然改变 ,这样就产生 了脉冲力 。节点处的脉冲力又称为“节线冲力”,其大 小及持续时间与齿轮间的传递力 、齿面间的摩擦系数 以及相对滑动速度的大小有关 ;再加上轮齿的弹性变 形 ,制造和安装误差等因素存在 ,有可能形成“顶刃啮 合”,即当被动轮齿距或基节大于公称值时 ,将在被动
1. 齿轮结构的影响 1) 模数与齿数 。由于轮齿刚度的周期变化将引起 齿轮周向振动及齿轮轴的弯曲振动 ,进而产生与啮合 频率对应的齿轮噪声 ,而轮齿的弯曲强度又与齿轮模 数成正比 ,加工误差如齿距误差和齿形误差也和模数 成正比 。所以 ,齿轮负荷较大时 ,轮齿弯曲对齿轮噪声
现代制造工程 2002( 10)
齿轮设计与加工
的 ,由于频率较低 ,人的听觉对它感受不太灵敏 ,只有 当周节累积误差很大时 ,才会听到较大的“隆隆”声 。 其次低频噪声还可由齿轮传动中的磕碰或毛刺摩擦引 起 ,此种噪声杂乱无章 ,没有规律[2] 。
因此 ,齿轮的噪声主要是高频噪声 ,即啮合频率的 噪声 。
3. 按噪声性质划分 由于在齿轮啮合频率成分的噪声中 ,还包括有与 结构噪声性质不同的空气动力噪声 。因此齿轮噪声又 可分为结构振动噪声和空气及液体动力噪声[1] 。 1) 结构振动噪声 。由于轮齿刚度的周期变化及齿 轮各种误差的变化形成了对系统产生自激振动的激振 力 ,从而引起齿轮周向振动及齿轮轴的弯曲振动 ,进而 产生与啮合频率对应的齿轮噪声 。 齿轮轴的挠曲变化 ,齿的局部接触 ,齿轮在轴上的 非对称布置等因素将引起齿轮的周向振动 、轴向振动 及齿轮径向振动 。其中齿轮径向振动对轴承 、箱体振 动影响最大 ,从而构成了噪声辐射能量的主要部分 。 固有频率越低的齿轮在同样工况条件下运转所产 生的噪声愈高 。(1) 当齿轮与轴装配在一起时 ,齿轮固 有频率下降 ; (2) 相同直径 、厚度的圆盘和齿轮 ,因为轮 齿的存在 ,齿轮固有频率低一些 。 2) 液体润滑油喷注产生的噪声 ,使齿轮激发强烈 的高频振动 ,辐射出噪声 ,同时高压油从齿端高速喷 射 ,射流冲击齿轮箱体也会引发啮合频率激励而产生 齿频噪声及其倍频噪声 。
变位 、齿廓修形 、齿向修
形 、重合度 、螺旋角
齿轮本
齿距误差
身原因
齿轮精度
齿形误差
消除激起齿轮 振动的强制力 (根本措施)
…… 侧隙 、齿面粗糙度 、加工 方法 、齿坯精度 、平衡等 原动机的振动
Hale Waihona Puke 其它振 驱动系统的影响控
动原因 各零 、部件的共振
制
负荷的变化
齿
减小表面积
轮
不易引起振动 改变形状
噪
和噪声的结构 用加强筋
声 对已有的噪
材质
的 声源的控制
热处理
方
衰减振动 润滑油和润滑方式
法
吸振材料
使用消声器 、消声结构
齿轮本体
控制发生的振 轴
动噪声的传播 轴承
隔声罩
图 2 控制齿轮噪声的主要方法
这里主要从对噪声尤其是啮合频率噪声影响最大 的几种因素的控制加以分析 。
1. 减弱或消除激起齿轮振动的强制力 1) 提高齿轮加工 、装配精度 。齿轮噪声受齿轮精 度的影响极大 ,降低齿轮噪声的第一个措施就是提高 齿轮精度 。对于低精度的齿轮 ,采用其它降噪措施都 是徒劳的 ,因此 ,提高精度是降低噪声的基础 。就齿轮 本体而言 ,其制造误差 ,特别是齿形误差和齿距误差是 造成噪声最为严重的两项指标 ,将导致齿轮的啮合回 转不均匀 ,使相啮合的轮齿间发生碰撞 ,造成附加的动 负荷而产生振动 ,从而辐射出噪声 。控制这两项指标
三 、控制齿轮噪声的主要方法
控制齿轮噪声的主要方法首先是减弱或消除激起
齿轮振动的强制力 ;其次是控制由于撞击而产生的振
动 ———噪声源 ;再者才是对已发生的振动 、噪声采取隔
离 、屏蔽和消除等措施 。现将控制齿轮装置噪声的主
要方法列于图 2[3] 。
模数 、齿数 、压力角 、齿
距 、齿廓 、直径 、齿高
轮齿顶发生顶刃啮合 ;而当被动轮齿距或基节小于公 称值时 ,将在被动轮齿根发生顶刃啮合 ,以致产生“啮 合冲力”,导致噪声 。这种啮合频率成分的噪声在齿轮 噪声中占的比重较大 。
总之 ,啮合频率产生的噪声主要与齿轮的转速 、齿 轮总的误差 (包括安装误差和制造误差) 以及齿轮加载 后的变形有关 。
2. 按噪声在频谱中的位置划分 齿轮噪声包括高频噪声和低频噪声 。高频噪声产 生的主要原因是齿轮的基节偏差 。在齿轮啮合和分离 时 ,无论是从动齿轮的基节大于主动齿轮的基节 ,还是 从动齿轮的基节小于主动齿轮的基节 ,均使齿轮每转 过一齿就产生一次撞击 ;高频噪声产生的次要原因是 齿形误差 。通常齿轮的齿形误差是中凹的 ,在同样的 误差量下 ,中凹齿轮在啮合时 ,噪声要比鼓形齿大 。为 了减小啮合噪声 ,应尽量采用鼓形齿 。 低频噪声主要是由齿轮的周节累积误差所引起
对于四轴加工 ,有时会产生过切或错误的刀具轨 迹 。为此必须进行刀位验证 ,来判断刀具轨迹是否连 续 ,进退刀 、走刀路线是否合理 ,加工过程的动态图形 仿真验证采用实体造型技术建立零件的毛坯 、夹具和 刀具在加工过程中的实体模型 ,通过采用快速布尔运 算 ,最后采用真实感图形显示技术 ,把加工过程动态显 示出来 。由于复杂螺杆的型面和加工的方法存在理论 误差 ,因此 ,其加工可能仍然存在误差 ,为此采用一种
3) 齿轮啮合系数越大 ,降噪越明显 。这是因为较 大的啮合系数可以改善轮齿的接触性能 。
2. 齿轮误差的影响 1) 周节误差可造成齿轮啮合冲击及角速度变动 , 对噪声影响很大 。由于从动轮的轮齿在啮合起点处弯 曲最大 ,加上周节误差 ,振动时大时小 ;而主动轮的轮 齿在啮合终点处弯曲最大 ,周节误差对其影响小 ,所以 应在从动轮上采取措施 。 2) 齿形误差 。单向误差中 ,齿形误差对噪声影响 最大 ,但两者不是简单的正比关系 。不少情况下 ,噪声 大小不仅取决于齿形误差的大小 ,更主要取决于齿形 的形状 。由于一般机床机械强度足够 ,因此齿形误差 首先要考虑 。 3) 检查接触精度是从根本上寻找齿轮噪声产生原 因的最好方法 。影响它的主要因素有 :齿轮的齿形和 齿向误差 ;齿面伤痕 ;箱体孔的加工误差 ;轴及轴承刚 性不足 、精度低 。 4) 齿圈径向跳动对噪声影响不显著 ,只有当齿轮 无侧隙啮合时 ,齿圈径向跳动引起轮齿干涉 ,使噪声急 剧变大 。 5) 规定侧隙 ,可避免产生轮齿间的干涉 。侧隙过 小 ,将导致齿间太紧 ,噪声急剧增大 ;相反 ,侧隙过大 , 又将使齿互相撞击 ,同样对噪声影响较大 。
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© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
数控加工技术
6) 齿轮轴的中心距误差要小 ,否则噪声声压级将 剧增 。
7) 齿轮轴的平行度对噪声也有影响 。
50
在很大程度上取决于机床的精度 (尤其是齿距误差) , 因此首先要保持设备精度的稳定 ;然后要减小齿面误 差 、基节误差 、降低表面粗糙度等 ,保证加工质量 。
对于齿距误差 ,图 3 列出了一对齿轮在不同的基 节误差时的噪声情况 。由图 3 可知 ,噪声与基节误差 成比例增减 ,当转速增高或负荷增大时 ,噪声增减的梯 度也增大 。因此要极力减小基节误差 。另一方面 ,齿 轮的基节误差又是不可能消除的 ,在实际中还要特别 注意齿轮基节偏差的选取 。
能实现其正确的运动 。 加工程序中须特别注意刀具的进刀 、退刀点和方 法 ,加工轨迹分别采用轮廓加工和 ZIG —ZAG 加工 。 螺旋槽的外形采用多刀切削 ,最后一刀留微小余量精 铣 ,提高了螺旋槽工作表面的粗糙度等级 。粗加工采 用的切削速度为 500rΠmin ,跨距为刀具的 20 % ,切削深 度为 10mm ,走刀速度为 80mmΠmin ,精加工切削速度为 500rΠmin ,跨距为刀具的 20 % ,切削深度为 10mm ,走刀 速度 为 80mmΠmin , 加 工 轨 迹 分 别 采 用 轮 廓 加 工 和 ZIG —ZAG加工 ,经过以上措施 ,加工精度达到了要求 。
通讯. 1998 ,2
作者通讯地址 :重庆工学院 (400050) 收稿日期 :20020707
现代制造工程 2002( 10)
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
社 2 Zhang peng ,etc. ,NC milling of variable pitch and diameter helical
slot ,ISTA2001 3 林双. 利用 UG开发变距分件螺杆的通用设计程序. UG 用户
齿轮设计与加工
齿轮振动噪声分析及控制
□朱 革 彭东林 张兴红 郭小渝
摘要 深入剖析齿轮噪声的产生机理 ,并对齿轮噪声的形成 、各成分的特性及相应减小噪声的措施进行详细分析 。 关键词 :齿轮噪声 机理 措施 中图分类号 :TG61 文献标识码 :B 文章编号 :1671 —3133 (2002) 10 —0048 —04
二 、齿轮噪声的产生原因和影响因素
齿轮噪声产生的原因 ,除了齿轮本身的原因以外 , 还有轴 、轴承 、箱体以及驱动系统和执行机构等方面的 原因 。图 1 所示的是齿轮噪声产生原因的调查资料 。 调查对象是汽车 、机床 、通用机械 、减速器等动力传动 齿轮装置 (此类齿轮的模数 m ≤6 , 分度圆直径 d ≤ 400mm ,齿轮精度相当于 GB10095 —88 中的 8 级精度 以上) 。从图中可以看出 ,在产生噪声的全部原因中 , 组装占 15 % ,制造占 30 % ,设计占 35 % ,使用占 20 %。 显然设计和制造是主要因素 。以下就从齿轮结构和齿 轮误差两方面来阐述影响齿轮噪声的主要因素[3] 。
若模数不变而改变齿数 ,则齿轮直径将改变 。而 噪声的大小又不一定取决于振源的能量 ,而是较多取 决于噪声的辐射面积 。从这个角度讲 ,加大齿轮直径 对降低噪声不利 。但另一方面 ,在满足轮齿弯曲强度 的前提下 ,从降低齿轮加工成本和增加重合系数的角 度讲 ,齿轮齿数以多齿数为好 。
2) 齿宽加大可以改善轮齿接触性能 ,从而降低噪 声 。所以从降低噪声的角度来看 ,理想设计为 : (1) 选 择合适的材料与热处理 ,提高齿轮强度 ; (2) 尽量减小 齿轮直径 ,以降低轮齿强度 ; (3) 加大齿宽 ,以弥补轮齿 强度的降低 。
48
检验后的 STL 小平面片和零件实体比较的方法进行分 析 ,获得了较好的效果 。
四 、结论
复杂 的 螺 杆 的 设 计 和 加 工 比 较 困 难 。采 用 三 维 CAD 技术进行产品设计 ,四轴数控机床加工手段能获 得比较满意的效果 。在设计制造中必须注意四轴数控 机床的特点优化加工工艺 ,编制合理有效的 NC 程序 , 并进行刀位轨迹模拟和验证 。
的影响大于加工误差的影响 ;齿轮负荷较小时 ,则加工 误差的影响大 。
1. 齿轮的精度 2. 组装精度 3. 齿面粗糙度 4. 齿轮箱形状 5. 齿轮润滑 6. 轴承 7. 材质 8. 齿轮的设计 9. 原动机与
负载的变化 10. 运行条件 11. 轴 、轴系 12. 齿轮形状 13. 齿轮磨损 14. 碰伤和毛刺 15. 其它 图 1 齿轮噪声产生的原因
一 、齿轮噪声的构成特性
1. 按噪声频率特性划分 齿轮噪声中包含有与齿轮本体固有频率和啮合频 率 (往往伴有上 、下边频) 有关的两种成分 。这两种成 分中包含有高次谐波 ,通常到三次谐波 。 前者是由齿轮啮合冲击激发的齿轮本身的固有振 动噪声 ,这种噪声在无负载时尤为明显 。后者产生的 噪声也即为齿轮的加速度噪声 。它是由于轮齿在齿轮 啮合点产生很大的加速度 ,从而辐射出噪声 。即由于 齿面间存在摩擦力 ,相对滑动速度在节点突然换向 ,导 致齿面间的相对摩擦力的方向突然改变 ,这样就产生 了脉冲力 。节点处的脉冲力又称为“节线冲力”,其大 小及持续时间与齿轮间的传递力 、齿面间的摩擦系数 以及相对滑动速度的大小有关 ;再加上轮齿的弹性变 形 ,制造和安装误差等因素存在 ,有可能形成“顶刃啮 合”,即当被动轮齿距或基节大于公称值时 ,将在被动
1. 齿轮结构的影响 1) 模数与齿数 。由于轮齿刚度的周期变化将引起 齿轮周向振动及齿轮轴的弯曲振动 ,进而产生与啮合 频率对应的齿轮噪声 ,而轮齿的弯曲强度又与齿轮模 数成正比 ,加工误差如齿距误差和齿形误差也和模数 成正比 。所以 ,齿轮负荷较大时 ,轮齿弯曲对齿轮噪声
现代制造工程 2002( 10)
齿轮设计与加工
的 ,由于频率较低 ,人的听觉对它感受不太灵敏 ,只有 当周节累积误差很大时 ,才会听到较大的“隆隆”声 。 其次低频噪声还可由齿轮传动中的磕碰或毛刺摩擦引 起 ,此种噪声杂乱无章 ,没有规律[2] 。
因此 ,齿轮的噪声主要是高频噪声 ,即啮合频率的 噪声 。
3. 按噪声性质划分 由于在齿轮啮合频率成分的噪声中 ,还包括有与 结构噪声性质不同的空气动力噪声 。因此齿轮噪声又 可分为结构振动噪声和空气及液体动力噪声[1] 。 1) 结构振动噪声 。由于轮齿刚度的周期变化及齿 轮各种误差的变化形成了对系统产生自激振动的激振 力 ,从而引起齿轮周向振动及齿轮轴的弯曲振动 ,进而 产生与啮合频率对应的齿轮噪声 。 齿轮轴的挠曲变化 ,齿的局部接触 ,齿轮在轴上的 非对称布置等因素将引起齿轮的周向振动 、轴向振动 及齿轮径向振动 。其中齿轮径向振动对轴承 、箱体振 动影响最大 ,从而构成了噪声辐射能量的主要部分 。 固有频率越低的齿轮在同样工况条件下运转所产 生的噪声愈高 。(1) 当齿轮与轴装配在一起时 ,齿轮固 有频率下降 ; (2) 相同直径 、厚度的圆盘和齿轮 ,因为轮 齿的存在 ,齿轮固有频率低一些 。 2) 液体润滑油喷注产生的噪声 ,使齿轮激发强烈 的高频振动 ,辐射出噪声 ,同时高压油从齿端高速喷 射 ,射流冲击齿轮箱体也会引发啮合频率激励而产生 齿频噪声及其倍频噪声 。
变位 、齿廓修形 、齿向修
形 、重合度 、螺旋角
齿轮本
齿距误差
身原因
齿轮精度
齿形误差
消除激起齿轮 振动的强制力 (根本措施)
…… 侧隙 、齿面粗糙度 、加工 方法 、齿坯精度 、平衡等 原动机的振动
Hale Waihona Puke 其它振 驱动系统的影响控
动原因 各零 、部件的共振
制
负荷的变化
齿
减小表面积
轮
不易引起振动 改变形状
噪
和噪声的结构 用加强筋
声 对已有的噪
材质
的 声源的控制
热处理
方
衰减振动 润滑油和润滑方式
法
吸振材料
使用消声器 、消声结构
齿轮本体
控制发生的振 轴
动噪声的传播 轴承
隔声罩
图 2 控制齿轮噪声的主要方法
这里主要从对噪声尤其是啮合频率噪声影响最大 的几种因素的控制加以分析 。
1. 减弱或消除激起齿轮振动的强制力 1) 提高齿轮加工 、装配精度 。齿轮噪声受齿轮精 度的影响极大 ,降低齿轮噪声的第一个措施就是提高 齿轮精度 。对于低精度的齿轮 ,采用其它降噪措施都 是徒劳的 ,因此 ,提高精度是降低噪声的基础 。就齿轮 本体而言 ,其制造误差 ,特别是齿形误差和齿距误差是 造成噪声最为严重的两项指标 ,将导致齿轮的啮合回 转不均匀 ,使相啮合的轮齿间发生碰撞 ,造成附加的动 负荷而产生振动 ,从而辐射出噪声 。控制这两项指标
三 、控制齿轮噪声的主要方法
控制齿轮噪声的主要方法首先是减弱或消除激起
齿轮振动的强制力 ;其次是控制由于撞击而产生的振
动 ———噪声源 ;再者才是对已发生的振动 、噪声采取隔
离 、屏蔽和消除等措施 。现将控制齿轮装置噪声的主
要方法列于图 2[3] 。
模数 、齿数 、压力角 、齿
距 、齿廓 、直径 、齿高
轮齿顶发生顶刃啮合 ;而当被动轮齿距或基节小于公 称值时 ,将在被动轮齿根发生顶刃啮合 ,以致产生“啮 合冲力”,导致噪声 。这种啮合频率成分的噪声在齿轮 噪声中占的比重较大 。
总之 ,啮合频率产生的噪声主要与齿轮的转速 、齿 轮总的误差 (包括安装误差和制造误差) 以及齿轮加载 后的变形有关 。
2. 按噪声在频谱中的位置划分 齿轮噪声包括高频噪声和低频噪声 。高频噪声产 生的主要原因是齿轮的基节偏差 。在齿轮啮合和分离 时 ,无论是从动齿轮的基节大于主动齿轮的基节 ,还是 从动齿轮的基节小于主动齿轮的基节 ,均使齿轮每转 过一齿就产生一次撞击 ;高频噪声产生的次要原因是 齿形误差 。通常齿轮的齿形误差是中凹的 ,在同样的 误差量下 ,中凹齿轮在啮合时 ,噪声要比鼓形齿大 。为 了减小啮合噪声 ,应尽量采用鼓形齿 。 低频噪声主要是由齿轮的周节累积误差所引起
对于四轴加工 ,有时会产生过切或错误的刀具轨 迹 。为此必须进行刀位验证 ,来判断刀具轨迹是否连 续 ,进退刀 、走刀路线是否合理 ,加工过程的动态图形 仿真验证采用实体造型技术建立零件的毛坯 、夹具和 刀具在加工过程中的实体模型 ,通过采用快速布尔运 算 ,最后采用真实感图形显示技术 ,把加工过程动态显 示出来 。由于复杂螺杆的型面和加工的方法存在理论 误差 ,因此 ,其加工可能仍然存在误差 ,为此采用一种
3) 齿轮啮合系数越大 ,降噪越明显 。这是因为较 大的啮合系数可以改善轮齿的接触性能 。
2. 齿轮误差的影响 1) 周节误差可造成齿轮啮合冲击及角速度变动 , 对噪声影响很大 。由于从动轮的轮齿在啮合起点处弯 曲最大 ,加上周节误差 ,振动时大时小 ;而主动轮的轮 齿在啮合终点处弯曲最大 ,周节误差对其影响小 ,所以 应在从动轮上采取措施 。 2) 齿形误差 。单向误差中 ,齿形误差对噪声影响 最大 ,但两者不是简单的正比关系 。不少情况下 ,噪声 大小不仅取决于齿形误差的大小 ,更主要取决于齿形 的形状 。由于一般机床机械强度足够 ,因此齿形误差 首先要考虑 。 3) 检查接触精度是从根本上寻找齿轮噪声产生原 因的最好方法 。影响它的主要因素有 :齿轮的齿形和 齿向误差 ;齿面伤痕 ;箱体孔的加工误差 ;轴及轴承刚 性不足 、精度低 。 4) 齿圈径向跳动对噪声影响不显著 ,只有当齿轮 无侧隙啮合时 ,齿圈径向跳动引起轮齿干涉 ,使噪声急 剧变大 。 5) 规定侧隙 ,可避免产生轮齿间的干涉 。侧隙过 小 ,将导致齿间太紧 ,噪声急剧增大 ;相反 ,侧隙过大 , 又将使齿互相撞击 ,同样对噪声影响较大 。
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6) 齿轮轴的中心距误差要小 ,否则噪声声压级将 剧增 。
7) 齿轮轴的平行度对噪声也有影响 。
50
在很大程度上取决于机床的精度 (尤其是齿距误差) , 因此首先要保持设备精度的稳定 ;然后要减小齿面误 差 、基节误差 、降低表面粗糙度等 ,保证加工质量 。
对于齿距误差 ,图 3 列出了一对齿轮在不同的基 节误差时的噪声情况 。由图 3 可知 ,噪声与基节误差 成比例增减 ,当转速增高或负荷增大时 ,噪声增减的梯 度也增大 。因此要极力减小基节误差 。另一方面 ,齿 轮的基节误差又是不可能消除的 ,在实际中还要特别 注意齿轮基节偏差的选取 。
能实现其正确的运动 。 加工程序中须特别注意刀具的进刀 、退刀点和方 法 ,加工轨迹分别采用轮廓加工和 ZIG —ZAG 加工 。 螺旋槽的外形采用多刀切削 ,最后一刀留微小余量精 铣 ,提高了螺旋槽工作表面的粗糙度等级 。粗加工采 用的切削速度为 500rΠmin ,跨距为刀具的 20 % ,切削深 度为 10mm ,走刀速度为 80mmΠmin ,精加工切削速度为 500rΠmin ,跨距为刀具的 20 % ,切削深度为 10mm ,走刀 速度 为 80mmΠmin , 加 工 轨 迹 分 别 采 用 轮 廓 加 工 和 ZIG —ZAG加工 ,经过以上措施 ,加工精度达到了要求 。
通讯. 1998 ,2
作者通讯地址 :重庆工学院 (400050) 收稿日期 :20020707
现代制造工程 2002( 10)
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