准双曲面锥齿轮设计与噪音

角， 使传动平稳并提高齿 轮寿命 。 互关系 ， 不仅不 能实现降低齿轮噪音的 目的 ， 往 目前轻微型客车驱动桥基本上采用微型货 １ 从动轮齿面宽。 ． ３ 往还会降低齿 轮传动 的性能 ，缩短齿 轮的工作 车用驱 动桥 ， 主要存在车速低 、 噪音较大 、 距 扭 从理论上说 ， 增加齿宽可以提高齿轮 的强 寿命或增加成本 。只有在设计 中对各种 因数全 不足的缺点。 因此开发轻微 型客车专用低噪音、 度和刚度 ， 减少齿轮轮齿在啮合中的变形 ， 减少 面考虑 、 综合分 析 ， 才能设计出成本低廉 ， 性能 大扭距齿轮已经成为 当前改善轻微型客车整体 噪音 。在试验中发现齿宽变化对噪音 的影响有 良好 的产 品。 性能的一个重要 的环节 。 限， 齿轮 噪音几乎没有太大的变化 ， 因此 ， 在设 ２ 双曲面齿轮副的安装对传动噪音的影响 ｌ ｏ ａｎ 引起驱动桥锥齿轮噪音的主要原因是锥齿 计 中一般按 Ｇｅｓ 推荐 的取不 大于从动锥齿 ２１ 、 ．主 被齿轮安装 精度 。 轮在运转中的震 动，齿轮参数的选 以及齿轮 的 轮外锥 距 的 ３％或 从不大 于动锥齿 轮模数 的 ０ 目 前螺旋锥齿轮是成对制造和使用的 。因 安装方式 等， 以下就此分别进行分析 。 １ ；也可 以按从动锥齿轮节圆直径 的 ０１５ 此 ， ０倍 ． ５ 在实际生产中 ， 常沿用成对齿轮检验的办 通 倍 取值。 法 ，要求在滚动检验机上检验成对齿轮的齿面 １齿 轮参数对齿轮传动噪音 的影响 齿 轮参数 的选择是决定齿轮工作性能和噪 １ 齿 两侧平均压力 角。 ． ４ 接触 区及噪音 ，大轮转一周的侧隙变化量及 齿 增大 压力角 ， 以 高齿轮的强度 ， 可 提 但在主 侧隙的极限值。 音 的首要 问题 。 被动齿 轮齿数不变时 ，增大压力角将降低接触 ２１ ．． 面 接触 区 １齿 １ 模数 和齿数 。 ． １ 齿 轮的模数越大 ， 强度越 高， 在传动 中齿形 比。 更重要 的是增大压力角 ， 会增大轴承的径向 齿 面接触 区是锥齿 轮 的主要质 量 指标 之 变 形越小 。 理论上说 ， 从 所引起 的齿轮角速度会 负荷 和轴部 的弯 曲变形 ， 这将影响主被动齿 轮 在实际生产 中按 Ｊ １０ Ｂ ８ 来确定安装 区是否 小 一些 ， 引起 的震动和噪音也会小一点 ， 但事实 的正常啮合 ， 引起震动和噪音。 因此提高为了提 满足要求 ， 接触 区位置不正确 ， 若 将造成运转 噪 上模数越大 ， 加工误差的绝对值也会增大 ， 在传 高齿轮 的承载能力 ， 采用大的压力角 的齿轮是 音的明显 变化及引起齿轮的不正常损坏 。 ２１ ．． ２噪音 动 中会 增大动载荷 ， 震动和噪音 ； 增大 同时 ， 由 弊大于利 。轻微型客车现在两侧的平均 压力 角 声学理论上来说 ， 旋转体的端面面积越大 ， 相同 为 ２ ．５ 。 ２２ 。 齿轮噪音检验要求 目 尚无统一 的标准 ， 前 角速度时产生的噪音也越大 。 当齿数一定时 ， 增 １ ． ５齿侧间隙。 汽车行业 Ｑ ／５３ １９ 汽车驱动桥 台架试 Ｃ ３—９９《 Ｔ Ｇｅｓｎ ｌ ｏ 推荐的齿侧 间隙如下 （ ａ 选取轻微 型 验方法 》 以对齿轮噪音 和主、 可 被动齿轮的安装 大模数 ， 就增大了端面面积 ， 增大了噪音 的发射 能力 。 另一方面 ， 齿轮噪音也与齿轮节圆的线速 客车常用模数段）模数 ｍ ３ ０ ４ ０ 齿侧间隙 起 到一定 的控制作用 。 ： ＝． － ． ， ０ ０ ２２轴承。 ． 度有关 ， 线速度越大 ， 运转噪音也越 大 ， 相关试 为 ０１ ～ ． ｍ ； 数 ｍ ４ ０ ５ ０ 齿 侧 间隙 ． ０１ ｍ 模 ０ ５ ＝ ． —． ， ０ ０ 验反映 ， 齿轮线速度增加一倍 ， 轮噪音增加约 为 ０１ 加． ｍ 模 数 ｍ ５ ｏ ． ， 侧 间隙 齿 ． ３ １ ｍ； ８ ＝． ０ 齿 ０ ｏ 在机械传动中 ， 轴承也是引起噪音的一个 重要环节 ， 与滚动轴承相 比， 滑动轴承传动比较 ６分贝。 为 Ｏ１ — ．０ ｍ。 ．５ ０２ ｍ 双曲面齿轮加工具有一定 的侧隙量 ，这个 平稳 ， 噪音 比较低 ， 但滑动轴承的润滑效果是个 当模数一定 时， 减少齿轮的齿数 ， 就减少 了 噪音 ， 就减少 了噪音 的辐射面积， 同时也减少 了 侧 隙是根据齿距和工作条件而定 的。如果齿侧 难题 ， 目前它们的应用还受到一定 的限制 。 齿轮的圆周 速度 ， 这些都有利于降低齿轮噪音 。 问隙太小 ， 就会增加齿间润 滑油的压力 ， 弹 引起 滚动轴承 目 前应用较广 ， 型很 多， 自 类 它 身 甚至破坏齿面的油膜 ， 还可能引起齿 侧 的噪音一方面和 自 身的精度等级有关 ；另一方 但 减少齿 数受到 以下两方面的限制 ：一是齿数 性震动 ， 太少 ， 用范成法加工齿轮时会出现根切现象 ； 另 的干涉 。因此在 Ｇｅｓｎ ｌ ｏ 推荐 的范 围内， ａ 选用偏 面也受到结构形式的影响。 在滚道直径相同时， 方面 ，当压力角一定时 ， 主被动的齿数和太 大的齿侧 间隙对降低齿轮噪音是有利的。 轴承中的钢球越多 ， 轴承的钢度越好 ， 震动和噪 １ ． 置距。 ６偏 音越小。另外 ， 轴承 内外环间的间隙过大 ， 也会 小 ， 降低重叠系数 ， 会 影响平稳性 和传递载荷的 能力 。 双 曲面齿轮相对于螺旋锥齿轮来说 ， 、 主 被 引起轴承的震动 ，因此安装时应在轴 向加一定 并保证充分润滑 。 综合上述分析 ， 从降低齿轮噪音方面来 说 ， 动齿轮轴存在有向上或 向下的偏移，这个偏移 的予紧载荷 ， 应该在满足强度的前提下 ， 选用较小的模数 ； 在 量就是双曲面齿轮的偏置距。偏置距增大可 以 ３结论 ３１ ．在驱 动桥齿轮设计 中 ，采取 的各种方 保证单个齿轮不根切 ，主被动齿轮的接触比在 增大主动锥齿轮的直径 ，使其具有好的强度和 １５２ ． —． ７ Ｏ的前提下选 用较少 的齿数 ，以便 得到 刚度 ， 提高齿轮传动的负荷 ， 同时可以选用较大 案 、 措施均应从实际出发， 尽量让各种因数相互 相互制约的特性， 为设计所用。 较小 的齿轮直径。 的螺旋角 ， 增加接触 比， 降低传动 噪音 。但太大 影 响、 ３ 对驱动桥齿轮噪音级别的要 求 ， ． ２ 应从实 另外 ， 在齿轮传 动中， 要求主被动齿 轮的齿 的偏置距会产生根切 ，因此应在不产生根切 的 数应互为质数，这样可 以分散齿接触误差对传 前提下增 大偏置距 。 ｌ ｓｎ Ｇ ｅ ｏ 推荐的偏置距为平 际 出发 ， ａ 要求太低 ， 不能满足用 户要 求 ； 要求 过 ０ 动平稳性的影响，在传动中就不会 出现某些周 均锥距的 ２％以下。 高 ， 然会 增加成本 ， 必 甚至难 以实现 ， 降低产 品 期性的重复啮合现象 ，这就消除了这种误差引 １ ． ７齿廓修形 。 的竞争能力。 参 考 文 献 起齿轮传动中的周期性的强迫震 动所 引起 的噪 提高齿 轮加工精度和装配精度是降低齿轮 音。 噪音的重要途径。在试 验中 ， 转速为 １ ０ 【】 一对 ０ ０ １北京齿轮厂 ． 螺旋锥齿轮【 ． Ｍ】 北京 ： 学出版 科 Ｌ２ 接触 比和主动锥齿轮螺旋角 。 转， 分的齿轮仅 将齿形误差 从 ０ １ｍ ． ７ ｍ降 低到 “ 社 ． ０ 主被动齿轮的接触比一般被认为是评定齿 ０ ０ｒ ． ５ ｍ时 ， 的噪音降低 ８ ０ ａ 测 分贝。因此 ， 可以 『 天津齿轮机床 研究所和 西安交通 大学． ２ １ 格利 轮传动平稳性和承载性的重要指标 ，增大接触 采 取磨齿 加工进 行修形 的方式来 降低 齿轮 噪 森锥齿轮技 术资料［ Ｃ 北京： 机械工业 出版社． 【 刘维信． ３ 】 汽车设 计【 】 Ｍ． ： 北京 清华大学出版社． 比可 以减 少主被 动齿轮 结合 和分离 时 的冲击 音 。 力， 就会减少震动和噪音。 但当修正接触 比超过 以上所提到的是在齿轮设计中常用 到的一 ［ 刘泽九 ， ． ４ 】 等 滚动轴承 的额 定 负荷与 寿命 【 】 Ｍ． ２３时 ，就不能保证相应应力下的耐久寿命 ， ． 特 些设计参数 。 实际上 ， 它们之间都是相互联 系有 北 京 ： 械 工 业 出版 社 ． 机 别是齿轮的抗冲击力减弱 。加大主动锥齿轮的 是相互制约的 ， 任何指标的多与少、 高与低都是 螺旋角可以增大主被动齿轮的接触 比，因此应 相对的、 有限的。片面地、 过高地追求某一个或 在保证主动齿轮强度 的基础上选 择较大 的螺旋 几个高指标 ， 不注意其它参数间的相互影响 、 相
前言
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准双 曲面锥齿轮设计 与噪音
李 继 奎
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（ 陕西 东风 车桥传动 系统股份有限公 司， 陕西 铜 川 ７７ ０ ） ２ ０ ０
摘 要： 通过对齿轮 ｒｓ 、 ｓ ｔ 齿轮安装 系等方面分析 了驱动桥 孤齿锥齿轮噪音的主要控制点。 －ｔ 关键 词： 弧齿锥齿轮 ； ； 设计 噪音 ； 齿轮参数