泰隆講解減速機(jī)噪音的成因及解決辦法

設(shè)計(jì)原因及對(duì)策

1.減速機(jī)內(nèi)部齒輪精度等級(jí)
設(shè)計(jì)減速機(jī)時(shí)，設(shè)計(jì)者往往從經(jīng)濟(jì)因素考慮，盡可能比較經(jīng)濟(jì)的確定齒輪精度等級(jí)，忽略精度等級(jí)是齒輪產(chǎn)生噪聲與側(cè)隙的標(biāo)記。美國(guó)齒輪制造協(xié)會(huì)曾通過(guò)大量的齒輪研究，確定高精度等級(jí)齒輪比低精度等級(jí)齒輪產(chǎn)生的噪聲要小的多。因此，在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能提高齒輪的精度等級(jí)，既能減少傳動(dòng)誤差，又可減小噪聲。

2.減速機(jī)內(nèi)部齒輪寬度
在減速機(jī)傳動(dòng)空間允許時(shí)，增加齒輪寬度，可以減少恒定扭矩下的單位負(fù)荷。降低輪齒撓曲，減少噪聲激勵(lì)，從而降低傳動(dòng)噪聲。德國(guó)H奧帕茲的研究表明，扭矩恒定時(shí)，小齒寬比大齒寬噪聲曲線梯度高。同時(shí)增長(zhǎng)齒輪寬度還能加大齒輪的承載能力，提高減速機(jī)的承載力矩。

3.減速機(jī)內(nèi)部齒輪的齒距和壓力角
小齒距能保證有較多的輪齒同時(shí)接觸，齒輪重疊增多，減少單個(gè)齒輪撓曲，降低傳動(dòng)噪聲，提高傳動(dòng)精度。較小的壓力角由于齒輪接觸角和橫向重疊比都比較大，因此運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小、精度高。

4.減速機(jī)內(nèi)部齒輪變位系數(shù)選擇
正確合理選擇變位系數(shù)，不但可以湊合中心距，避免齒輪根切，保證滿足同心條件，改善齒輪的傳動(dòng)性能和提高其承載能力及提高齒輪的使用壽命，還可以有效控制側(cè)隙、溫升與噪聲。在閉式齒輪傳動(dòng)中，對(duì)與硬齒面(硬度350HBS)的齒輪，其主要失效形式是齒根疲勞折斷，這種齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)一般是按彎曲疲勞強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行的，在選擇變位系數(shù)時(shí)，應(yīng)保證使相嚙合的輪齒具有相等
的彎曲強(qiáng)度。對(duì)與軟齒面(硬度350HBS)的齒輪其主要失效形式是疲勞點(diǎn)蝕,這種齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)一般是按接觸疲勞強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行的，在選擇變位系數(shù)時(shí)，應(yīng)保證使盡可能大的接觸疲勞強(qiáng)度與疲勞壽命。合理選擇變位系數(shù)的限制條件有:
①     保證被切齒輪不發(fā)生根切;
②     保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，重合度必須大于1，一般要求大于1.2;
③     保證齒頂有一定厚度;
④     一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，如果一輪齒頂?shù)臐u開(kāi)線與另一輪齒根的過(guò)渡曲線接觸，由于過(guò)渡曲線不是漸開(kāi)線，故兩齒廓在接觸點(diǎn)的公法線不能通過(guò)固定的節(jié)點(diǎn)，因而引起傳動(dòng)比的變化，還可能使兩輪卡住不動(dòng)，這種”過(guò)渡曲線干涉”在選擇變位系數(shù)時(shí)，必須避免。

5.減速機(jī)內(nèi)部齒輪齒形修整（修緣和修根）和齒頂?shù)菇?/strong>
將齒頂?shù)凝X形切削成比正確的漸開(kāi)曲線略呈凸形。當(dāng)齒輪齒面受外力產(chǎn)生變形時(shí)，可以避免對(duì)與之嚙合的齒輪產(chǎn)生干涉，并且可以降低噪音，延長(zhǎng)齒輪壽命。要注意不能修整過(guò)量，過(guò)量修整等于增加了齒形誤差，將對(duì)嚙合產(chǎn)生不良影響。  

6.齒輪聲輻射特征分析
在選擇用不同結(jié)構(gòu)形式的齒輪時(shí)，對(duì)其特定結(jié)構(gòu)建立聲輻射模型，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲進(jìn)行預(yù)先評(píng)估。以便根據(jù)使用者的不同要求(使用場(chǎng)所，是否無(wú)人操作，是否在城區(qū)內(nèi)，地上、地下建筑物有無(wú)特定要求，是否有噪聲防護(hù)，或無(wú)其他特定要求)去滿足。

7.減速機(jī)動(dòng)力源運(yùn)轉(zhuǎn)速度
根據(jù)在不同轉(zhuǎn)速條件下對(duì)減速機(jī)的實(shí)驗(yàn)表明，隨著減速機(jī)輸入轉(zhuǎn)速的增加，噪聲也將增大。

8.減速機(jī)箱體結(jié)構(gòu)形式
試驗(yàn)研究表明，采用圓筒形箱體對(duì)減震有利，在其他條件相同的情況下，圓筒形箱體比其它類型箱體噪聲級(jí)平均低5dB。對(duì)減速機(jī)箱體進(jìn)行共振測(cè)試，找出共振位置，增加適當(dāng)?shù)慕顥l(板)，可以提高箱體的剛度，減少箱體的振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)降噪。多級(jí)傳動(dòng)時(shí)要求瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化盡量小，以保證傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊及振動(dòng)小，噪聲低。

制造原因及對(duì)策

1.    減速機(jī)內(nèi)部齒輪誤差影響
齒輪制造過(guò)程齒形誤差、基節(jié)偏差、齒向誤差和齒圈徑向跳動(dòng)誤差是導(dǎo)致行星減速機(jī)傳動(dòng)噪聲的主要誤差。也是控制行星減速機(jī)傳動(dòng)效率的一個(gè)問(wèn)題點(diǎn)?，F(xiàn)以齒形誤差與齒向誤差做簡(jiǎn)單說(shuō)明。 
齒形誤差小、齒面粗糙度小的齒輪，在相同試驗(yàn)條件下，其噪聲比普通齒輪要小10dB。齒距誤差小的齒輪，在相同試驗(yàn)條件下，其噪聲級(jí)比普通齒輪要小6~12dB。但如果有齒距誤差存在，負(fù)載對(duì)齒輪噪聲的影響將會(huì)減少。 
齒向誤差將導(dǎo)致傳動(dòng)功率不是全齒寬傳遞，接觸區(qū)轉(zhuǎn)向齒的這端面或那個(gè)端面，因局部受力增大輪齒撓曲，導(dǎo)致噪聲級(jí)提高。但在高負(fù)載時(shí)，齒變形可以部分彌補(bǔ)齒向誤差。

2.    裝配同心度和動(dòng)平衡
裝配不同心將導(dǎo)致軸系運(yùn)轉(zhuǎn)的不平衡，且由于齒論嚙合半邊松半邊緊，共同導(dǎo)致噪聲加劇。高精度齒輪傳動(dòng)裝配時(shí)的不平衡將嚴(yán)重影響傳動(dòng)系統(tǒng)精度。

3.    減速機(jī)內(nèi)部齒輪硬度
隨著齒輪硬齒面技術(shù)的發(fā)展，其承載能力大、體積小、重量輕、傳動(dòng)精度高等特點(diǎn)使其應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛。但為獲得硬齒面采用的滲碳淬硬使齒輪產(chǎn)生變形，導(dǎo)致齒輪傳動(dòng)噪聲增大，壽命縮短。為減少噪聲，需對(duì)齒面進(jìn)行精加工。目前除采用傳統(tǒng)的磨齒方法外，又發(fā)展出一種硬齒面刮削方法，通過(guò)修正齒頂和齒根，或把主被動(dòng)輪的齒形都調(diào)小，來(lái)減少齒輪嚙入與嚙出沖擊，從而減少
齒輪傳動(dòng)噪音。

4.    減速機(jī)系統(tǒng)指標(biāo)檢定
在裝配前零部件的加工精度及對(duì)零部件的選配方法(完全互換，分組選配，單件選配等)，將會(huì)影響到系統(tǒng)裝配后的精度等級(jí)，其噪聲等級(jí)也在影響范圍之內(nèi)，因此，裝配后對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢定(或標(biāo)定)，對(duì)控制系統(tǒng)噪聲是很關(guān)鍵的。

安裝原因及對(duì)策

1.    減振和阻斷措施
減速機(jī)在安裝時(shí),應(yīng)盡量避免機(jī)身與基礎(chǔ)支撐及連接件之間發(fā)生共振，產(chǎn)生噪聲。減速機(jī)內(nèi)部常常會(huì)發(fā)生一只或幾只齒輪在某些速度范圍內(nèi)產(chǎn)生共振，除設(shè)計(jì)原因外，與安裝時(shí)未經(jīng)空試揪出共振位置。并采取相應(yīng)減振或阻斷措施有直接關(guān)系。某些要求低傳動(dòng)噪聲和振動(dòng)的減速機(jī)，應(yīng)選用高韌性，高阻尼的基礎(chǔ)材料來(lái)減少噪聲和振動(dòng)的發(fā)生。

2.    零部件幾何精度調(diào)整
由于安裝時(shí)幾何精度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，導(dǎo)致減速機(jī)零部件發(fā)生共振，從而產(chǎn)生噪聲這就應(yīng)該在改善安裝工藝，增加工裝，保證裝配人員的整體素質(zhì)有直接關(guān)系。

3.    零部件松動(dòng)
在安裝時(shí)由于個(gè)別零部件的松動(dòng)(如軸承預(yù)緊機(jī)構(gòu)，軸系定位機(jī)構(gòu)等)，導(dǎo)致系統(tǒng)定位不準(zhǔn)，非正常位置嚙合，軸系移動(dòng)，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。這一系列需從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)出發(fā)，盡量保證各機(jī)構(gòu)的聯(lián)接穩(wěn)定采用多種聯(lián)接方式。

4.    傳動(dòng)部件損壞
在安裝時(shí)由于不當(dāng)操作損傷傳動(dòng)部件，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)不準(zhǔn)確或運(yùn)動(dòng)失穩(wěn);高速運(yùn)動(dòng)部件由于受損導(dǎo)致油膜振動(dòng);人為造成運(yùn)動(dòng)件動(dòng)不平衡;都產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。這些原因在安裝過(guò)程中都是必須注意和盡量避免的。對(duì)無(wú)法修復(fù)的損傷零部件，必須予以更換，以保證系統(tǒng)獲得穩(wěn)定的噪聲等級(jí)。

使用維護(hù)原因及對(duì)策

減速機(jī)的正確使用維護(hù)雖不能降低系統(tǒng)噪聲等級(jí)，保證傳遞精度，但卻能防止其指標(biāo)劣化，增大使用壽命。

1.    內(nèi)部清潔
減速機(jī)內(nèi)部零件的清潔是保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本條件，任何雜質(zhì)污物的進(jìn)入將影響并損傷傳動(dòng)系統(tǒng)，導(dǎo)致噪聲的產(chǎn)生。

2.    工作溫度
保證減速機(jī)的正常工作溫度，避免零部件因過(guò)大的溫升產(chǎn)生變形，確保齒輪正常嚙合，從而防止噪聲的增大。

3.    及時(shí)的潤(rùn)滑和正確使用油品
不合理的潤(rùn)滑和錯(cuò)誤的使用潤(rùn)滑油脂都將對(duì)減速機(jī)產(chǎn)生不可估量的損害。高轉(zhuǎn)速時(shí)，齒輪齒面摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱能，潤(rùn)滑不當(dāng)，將會(huì)導(dǎo)致輪齒的損傷，影響精度，噪聲亦會(huì)增大。設(shè)計(jì)時(shí)要求齒輪副有適當(dāng)?shù)拈g隙(嚙合輪齒的非工作面間的間隙，以補(bǔ)償熱變形與貯存潤(rùn)滑油脂)。潤(rùn)滑油脂的正確使用和選擇，可保證系統(tǒng)安全有效運(yùn)行，延緩劣化趨勢(shì)，穩(wěn)定噪聲等級(jí)。

4.    減速機(jī)的正確使用
正確使用減速機(jī)，可以最大限度的避免零部件的損傷，保證穩(wěn)定的噪聲等級(jí)。減速機(jī)噪聲會(huì)隨負(fù)載的增加而增大，所以應(yīng)在正常負(fù)載范圍內(nèi)使用。

5.    定期維護(hù)與保養(yǎng)
定期的維護(hù)保養(yǎng)(換油，更換已磨損零部件，緊固件松動(dòng)部件，清楚內(nèi)部雜物，調(diào)整各部件間隙至標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，檢定各項(xiàng)幾何精度等。)可以提高減速機(jī)抵抗噪聲等級(jí)劣化能力，維持穩(wěn)定的使用狀態(tài)。

結(jié)論

減速機(jī)傳動(dòng)噪聲控制是一個(gè)系統(tǒng)工程，它涉及了傳動(dòng)系統(tǒng)(齒輪、箱體、聯(lián)接件、軸承等)設(shè)計(jì)制造，安裝，使用維護(hù)直至更新的全過(guò)程，它不僅對(duì)設(shè)計(jì)者，生產(chǎn)制造者，也對(duì)安裝使用維護(hù)保養(yǎng)者提出了諸多要求，上述任何環(huán)節(jié)未受到有效控制，齒輪傳動(dòng)噪聲控制都將歸于失效。