精密齒輪精密齒輪加工定制 一、齒輪振動(dòng)的實(shí)例 1齒輪輪轂的振動(dòng) 齒輪傳遞扭矩首先從軸傳至輪轂,由輪轂傳遞到輪齒,再由主動(dòng)輪輪齒傳遞到被動(dòng)輪輪轂和軸系。精密齒輪精密齒輪加工在傳遞過(guò)程中,由于受到軸向激勵(lì)力的作用,齒輪輪轂產(chǎn)生軸向振動(dòng)。另外,由于嚙合力的作用,輪轂也會(huì)產(chǎn)生橫向和沿周向的振動(dòng)。 2軸承及軸承座的振動(dòng) 齒輪系統(tǒng)通過(guò)軸系安置于軸承及其軸承座上,由于齒輪本體的軸向和周向振動(dòng)必引起軸承支承系統(tǒng)的振動(dòng),相反,外界干擾力(如螺旋槳的軸承力)也可能通過(guò)軸承傳遞給齒輪系統(tǒng)。 3齒輪箱的振動(dòng) 齒輪的振動(dòng)由軸系傳到齒輪箱,激勵(lì)箱體振動(dòng),從而輻射出噪聲。另外,齒輪在箱內(nèi)振動(dòng)的輻射聲激勵(lì)箱體,使箱體形成二次輻射噪聲,這類噪聲大部在中低頻范圍內(nèi)。齒輪箱體本身的振動(dòng)也直接產(chǎn)生輻射聲。 4齒輪的振動(dòng) 在嚙合過(guò)程中,輪齒先由一點(diǎn)接觸而擴(kuò)展到線接觸,或一次實(shí)現(xiàn)線接觸,使得接觸力大小、方向改變,產(chǎn)生機(jī)械沖擊振動(dòng),從而輻射出噪聲。這類噪聲呈現(xiàn)高頻沖擊的形式,其典型的齒輪振動(dòng)時(shí)程曲線示于圖2。 輪齒嚙合時(shí)不斷變化的嚙合力,既激發(fā)齒輪的強(qiáng)烈振動(dòng),即各個(gè)輪齒的響應(yīng)很大,也激發(fā)了齒輪箱箱體較弱的振動(dòng)。通常認(rèn)為齒輪產(chǎn)生噪聲的主要原因是輪齒之間的相對(duì)位移。這類噪聲源產(chǎn)生的噪聲可以用付氏變換法把噪聲表示為穩(wěn)定頻率的分量的集合。 二、齒輪振動(dòng)噪聲產(chǎn)生的機(jī)理 1齒輪嚙合激勵(lì)產(chǎn)生的噪聲 齒輪的輪齒在嚙合時(shí)因傳動(dòng)誤差產(chǎn)生交變力,在交變力作用下產(chǎn)生線性及扭轉(zhuǎn)響應(yīng),使齒輪產(chǎn)生振動(dòng)輻射出噪聲。這是一種主要的噪聲源,接觸力變化越大,則齒輪相應(yīng)的振動(dòng)響應(yīng)越大。 另外,齒輪的周節(jié)差產(chǎn)生的由復(fù)雜的或調(diào)制頻率及其倍頻組成的噪聲,含有重復(fù)的基頻(軸頻),頻率很低。由于周節(jié)差產(chǎn)生了不規(guī)則的脈沖序列。這種脈沖序列包括了眾多的頻率成份,但還不能認(rèn)為是寬帶隨機(jī)噪聲。在眾多頻率成份中,由于脫嚙后輪齒重新嚙合時(shí)的沖擊,所產(chǎn)生的噪聲是明顯的。在一般情況下,嚙合振動(dòng)能夠產(chǎn)生軸頻的任何一個(gè)倍頻上的激勵(lì),這種激勵(lì)傳遞到齒輪箱引發(fā)箱體共振時(shí)產(chǎn)生明顯的噪聲,尤其當(dāng)箱體的固有頻率較低,而嚙合頻率很高時(shí),很可能在某倍頻下產(chǎn)生箱體共振。 鍵槽或花鍵槽在嚙合力作用下,使得齒輪和花鍵之間間隙產(chǎn)生無(wú)規(guī)則的變化,從而產(chǎn)生與周節(jié)差引發(fā)的相似的噪聲。 2滑油噴注產(chǎn)生的噪聲 一種齒寬較大的直齒齒輪,在嚙入端吸入過(guò)多的滑油,這些滑油滯留于齒根間隙中而無(wú)法迅速?gòu)亩瞬颗懦鲂纬?困油現(xiàn)象"。困油現(xiàn)象發(fā)生在兩個(gè)嚙合齒的接觸部位形成的一個(gè)封閉容積內(nèi)。這種封閉容積在齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生容積變化。由于滑油是不可壓縮液體(壓縮性小,體積模量為1.4×109),即使很小的容積變化都會(huì)使齒輪軸上的附加載荷發(fā)生周期性的劇烈變化,使齒輪激勵(lì)振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。另外,在容積增大時(shí),壓力即迅速減少,從而使得輪齒間迅速減壓造成"空蝕",使齒輪激發(fā)出強(qiáng)烈的高頻振動(dòng),同時(shí)輻射出噪聲。與此同時(shí),高壓油從齒端部高速噴射,射流沖擊齒輪箱箱體也會(huì)引發(fā)嚙合頻率激勵(lì)而產(chǎn)生齒頻噪聲及其倍頻噪聲。 3軸承力激勵(lì) 如果齒輪傳遞扭矩為船用螺旋槳推力(作用在推力軸承上)與扭矩,則螺旋槳在不均勻流場(chǎng)中產(chǎn)生的非定常軸向力或扭矩通過(guò)軸系傳遞到軸承,由軸承傳遞給齒輪,對(duì)齒輪產(chǎn)生不穩(wěn)定的激勵(lì),此即為軸承力激勵(lì)。由此種激勵(lì)使齒輪產(chǎn)生振動(dòng)輻射出噪聲,這種噪聲與軸承力的激勵(lì)密切相關(guān)。 另外,由于齒輪輪齒的彈性原因,齒輪在傳遞動(dòng)力時(shí),后兩對(duì)輪齒嚙合時(shí)的齒對(duì)數(shù)只有一對(duì)齒嚙合的1/2~2/3。因此,當(dāng)主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí),對(duì)應(yīng)于齒對(duì)數(shù)的變化,從動(dòng)齒輪發(fā)生與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速變化相同的振動(dòng),從而輻射出噪聲,這也是主要噪聲源之一。
紹興精密齒輪加工定制齒輪減速箱的齒輪箱的軸承固定形式有兩種:一種是靠箱蓋來(lái)壓住軸瓦,在加工齒輪箱軸承孔時(shí),需將箱蓋和箱座合裝在一起鏜孔。但是這樣做使鏜孔進(jìn)行測(cè)量工作較為麻煩,且由于箱蓋要承擔(dān)齒輪產(chǎn)生的負(fù)載,在固定軸瓦部位要堅(jiān)固,要求箱壁較厚,而箱蓋其他部位只起罩殼作用。這樣設(shè)計(jì)勢(shì)將整個(gè)箱蓋形狀變得復(fù)雜,厚薄也不均勻,給箱蓋制作帶來(lái)不便。精密齒輪加工定制另一種是采用軸承蓋單獨(dú)固定軸瓦,用較薄厚度的箱蓋作為密封罩殼,同時(shí)對(duì)軸承底座也采取活絡(luò)底結(jié)構(gòu),并將軸承底座和軸承蓋固定一體,再固定到箱座上,采用調(diào)整墊片進(jìn)行軸瓦中心位置調(diào)整。這樣可按需要任意調(diào)整齒輪中心,因此降低了對(duì)鏜孔平行度和傾斜度的苛刻要求,同時(shí)在運(yùn)行之后,由于箱體變形使軸心線座標(biāo)偏差可以較方便進(jìn)行再調(diào)整,這種結(jié)構(gòu)已被那種具有多軸承齒輪箱所采用。
精密齒輪精密齒輪加工定制齒輪減速箱噪聲產(chǎn)生主要是由于旋轉(zhuǎn)齒輪的沖擊和角速度不均勻造成振動(dòng)而引起的,包括由于齒輪節(jié)距誤差和齒形偏差及由于齒輪和齒輪軸受載變形等原因使得齒輪在嚙入和嚙出的瞬間發(fā)生撞擊。其次由于偏心、齒輪不平衡及在接觸表面產(chǎn)生滾動(dòng)和滑動(dòng)摩擦等因素對(duì)噪聲的產(chǎn)生亦有影響。精密齒輪精密齒輪加工齒輪噪聲源有以下幾個(gè)方面:1、齒輪節(jié)距和齒形的誤差造成撞擊,其撞擊次數(shù)與齒輪的嚙合次數(shù)相等,是嚙合基本頻率故又稱基頻噪聲。2、對(duì)于斜齒輪減速機(jī)由于周期性傳動(dòng)誤差引起齒面波紋誤差,其噪聲頻率與齒輪加工機(jī)床工作臺(tái)傳動(dòng)蝸輪齒數(shù)有關(guān),與齒輪本身齒數(shù)無(wú)關(guān),這是透平齒輪產(chǎn)生噪聲主要根源之一。3、偏心,節(jié)距累積和節(jié)距突變等誤差所產(chǎn)生頻率為轉(zhuǎn)速或其倍率的噪聲,這是一種低頻噪聲。4、一些無(wú)規(guī)則的齒距誤差將產(chǎn)生隨同齒輪轉(zhuǎn)速和齒輪與箱體共振特性有關(guān)的變化噪聲。5、齒面光潔度的誤差產(chǎn)生一種連續(xù)性高頻的頻譜,如果它與某些結(jié)構(gòu)部件發(fā)生共振,那也應(yīng)予以重視。
精密齒輪精密齒輪加工 根據(jù)雙曲面齒輪傳動(dòng)理論,齒輪副的嚙合噪聲隨齒面重疊系數(shù)的增大而降低。根據(jù)德國(guó)尼曼教授的計(jì)算公式,齒輪嚙合噪聲的聲壓級(jí)與重疊系數(shù)的4次根成反比。精密齒輪加工定制一位日本學(xué)者提出了齒面重疊系數(shù)與雙曲面齒輪的嚙合噪聲之間的定量關(guān)系,并指出當(dāng)齒面重疊系數(shù)為1.95時(shí),雙曲面齒輪的嚙合噪聲最低。實(shí)踐也證明。當(dāng)雙曲面齒輪的齒面重疊系數(shù)達(dá)到2.0時(shí),嚙合效果最好。嚙合噪聲最低。
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