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主從動錐齒輪參數對齒輪傳動噪音的影響有哪些?

發布時間:2015-11-24

  主從動錐齒輪參數的選擇是決定齒輪工作性能和噪音的首要問題。以下是齒輪設計時相關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,但事實上模數越大,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,由聲學理論上來說,旋轉體的端面面積越大,相同角速度時產生的噪音也越大。當齒數一定時,增大模數,就增大了端面面積,增大了噪音的發射能力。另一方面,齒輪噪音也與齒輪節圓的線速度有關,線速度越大,運轉噪音也越大,相關試驗反映,齒輪線速度增加一倍,齒輪噪音增加6分貝。

  當模數一定時,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會出現根切現象;另一方面,當壓力角一定時,主被動的齒數和太小,會降低重疊系數,影響平穩性和傳遞載荷的能力。 從降低齒輪噪音方面來說,應該在滿足強度的前提下,選用較小的模數;在保證單個齒輪不根切,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,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應互為質數,這樣可以分散齒接觸誤差對傳動平穩性的影響,在傳動中就不會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中的周期性的強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為是評定齒輪傳動平穩性和承載性的重要指標,增大接觸比可以減少主被動齒輪結合和分離時的沖擊力,就會減少震動和噪音。但當修正接觸比超過2.3時,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。加大主動錐齒輪的螺旋角可以增大主被動齒輪的接觸比,因次應在保證主動齒輪強度的基礎上選擇略大的螺旋角,使傳動平穩并提高齒輪壽命。

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。在試驗中發現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,但在主被動齒輪齒數不變時,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說,主、被動齒輪軸存在有向上或向下的偏移,這個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,使其具有好的強度和剛度,提高齒輪傳動的負荷,同時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生根切,因此應在不產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。