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1、齒輪減速機齒輪的類(lèi)型選擇與材料:直齒輪的主要缺點(diǎn)在于它們會(huì )產(chǎn)生振動(dòng),不論是由于設計,制造或形變等方面的原因。在同一時(shí)刻沿整個(gè)齒面上可能發(fā)生漸開(kāi)線(xiàn)外形的一些變化,這將導致每齒一次的有規律的激勵,由此產(chǎn)生的振動(dòng)既在齒輪上產(chǎn)生沖擊載荷,又引起噪聲。而斜齒輪的嚙合點(diǎn)是在漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的不同位置,從而產(chǎn)生了一個(gè)補償齒輪誤差的作用。因此斜齒輪的噪聲要比直齒輪低,有時(shí)可低大約12dB. 齒輪材料也是一個(gè)影響噪聲的因素,一般來(lái)說(shuō),用低彈性模量的材料制造齒輪,可使噪聲降低。塑料的彈性模量較小,約為3.0N/mm3,約為鋼的1.5%.在齒寬不變的情況下,塑料齒輪可以減小嚙合剛度70倍,模壓加工與切削加工的塑料齒輪都是很精確的。即使取其誤差為鋼齒輪的2.5倍,其噪聲仍可降低30dB.并且塑料齒輪比同樣的鋼齒輪價(jià)廉,所以對輕載齒輪傳動(dòng)來(lái)說(shuō),它是很經(jīng)濟的。家用設備常在高速電動(dòng)機(20000轉/min)軸上使用塑料齒輪,在低速輸出軸上使用鋼齒輪。使用衰減性能好的材料制造齒輪也可使噪聲降低,鑄鐵的衰減性能比鋼的好6-10倍,而運轉時(shí),鑄鐵齒輪的噪聲要比同條件下的鋼齒輪低3dB左右。但是衰減性能好的材料其強度均不高,因而使用復合齒輪這種形式可以解決這個(gè)問(wèn)題,例如,若齒圈用鋼質(zhì)材料,幅板用鑄鐵材料,經(jīng)熱壓制成復合齒輪,其噪聲接近于全鑄鐵齒輪。它的優(yōu)點(diǎn)在于:既有良好的齒強度,又有良好的衰減性能,同時(shí)由于齒圈與幅板分離,其界面間的摩擦阻尼可減小動(dòng)態(tài)嚙合激勵的傳遞,因而也可起到降低噪聲的作用。 2齒頂修緣,減少基節誤差若齒輪設計的重合度大于1,嚙合將出現下列情況(見(jiàn)1): 從1可知,第一對齒和第二對齒同時(shí)嚙合,接觸B1,D兩點(diǎn),隨著(zhù)主動(dòng)輪順時(shí)針?lè )较蛐D,該兩對齒的接觸點(diǎn)將移到C,B2兩點(diǎn),繼續旋轉,第一對齒脫離,只有第二對齒繼續沿著(zhù)N1N2嚙合運動(dòng),而當第二對齒的嚙合運動(dòng)到達C點(diǎn)時(shí),第三對齒才進(jìn)人B1點(diǎn)開(kāi)始接觸。因此DC段為單齒嚙合區,B1D,CB2為雙齒嚙合區。 從理論上講,若從動(dòng)輪不修緣,主動(dòng)輪在C點(diǎn)以上可以修緣(注:所謂C點(diǎn)以上是指從齒輪齒根向齒頂的方向);或者主動(dòng)輪不修緣,從動(dòng)輪在D點(diǎn)以上修緣,都不會(huì )影響嚙合。由此可知,重合度大,DB2,B1C段大,DC段短,其修緣長(cháng)度要長(cháng)些;反之應短些。 上面所說(shuō)的C,D點(diǎn)以上可以修緣,只是針對理論上一對齒接觸情況而言,但實(shí)際上,由于各種因素的影響,修緣長(cháng)度應大大減少,否則將會(huì )降低設計的重合度系數,使齒輪不能正常傳動(dòng)。 修緣的作用在于:其一,可以改變原來(lái)一對齒輪在基節上的相對誤差。其二,避免了從動(dòng)輪齒頂尖與主動(dòng)輪齒根的刮擦,從而實(shí)現了降噪。 3選擇合理的重合度系數,提高齒輪載荷的均勻性 據機械原理可知,齒輪的重合度系數計算公式為: Z1(tanaa1-tana')+Z2(tanaa2-tana')/2式中:Z1,Z2分別為兩齒輪的齒數;aa1,aa2分別為兩齒輪的齒頂圓壓力角;a′為兩齒輪的嚙合角。 首先,增大重合度可以減小單對齒的負載,使齒輪傳動(dòng)的連續性提高,從而可以減小嚙入與嚙出時(shí)的負載沖擊,其次,隨著(zhù)嚙合齒數的增加,單對輪齒的傳動(dòng)誤差被均化,從而減小了輪齒的動(dòng)態(tài)激勵。這些特點(diǎn)都可以起到降低齒輪傳動(dòng)噪聲的作用。人們經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐,獲得了重合度系數與許用值,作為檢查和確定齒數的依據,見(jiàn)。 4齒寬與螺旋角對噪聲的影響 如2所示:在齒輪參數相同的情況下,齒寬為50mm的齒輪比齒寬為10mm的齒輪其噪聲的衰減性能約好5倍。 在設計時(shí),能夠采用大螺旋角來(lái)減小齒輪的傳動(dòng)誤差,這是因為大螺旋角增加了齒寬內的軸向齒距個(gè)數。給出了更好的平均效果,因而減小了傳動(dòng)誤差。齒寬和螺旋角大一些,可以產(chǎn)生沿著(zhù)齒向螺旋線(xiàn)的一個(gè)平均效果,從而達到不管負載多大傳動(dòng)誤差以及周節差不超過(guò)5!m的量級,起到降噪的目的。實(shí)際上,對于斜齒輪來(lái)說(shuō)增大螺旋角就相當于增大了重合度,從而可以降低齒輪的噪聲。但是螺旋角增大,會(huì )使得軸向力增大,并且加工和安裝難度也會(huì )增大,影響實(shí)際的重合度。