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          上海毅源液壓傳動(dòng)設備有限公司LOGO
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          漸開(kāi)線(xiàn)行星齒輪減速器/行星減速機噪音產(chǎn)生原因分析
          發(fā)布時(shí)間:2013-12-19

            所謂行星齒輪減速器/行星減速機齒輪的噪聲,一般是指齒輪傳動(dòng)裝置輻射出來(lái)的噪聲,通常包括齒輪、傳動(dòng)軸、軸承和行星齒輪減速器箱體等的聲輻射。
            一對漸開(kāi)線(xiàn)齒形的齒輪,在運轉過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)與噪聲,產(chǎn)生機理主要有兩個(gè),第一是產(chǎn)生“節線(xiàn)沖力”;第二是產(chǎn)生“嚙合沖力”所激起的。
            1.節線(xiàn)沖力
            設有一對理想齒輪(即齒面嚙合絕對準確和絕對剛性)嚙合傳動(dòng)時(shí),一對輪齒上的漸開(kāi)線(xiàn)型面自B1點(diǎn)開(kāi)始接觸,經(jīng)節點(diǎn)P至B2點(diǎn)相互分離,即B1-B2線(xiàn)段為其嚙合長(cháng)度,如圖所示。

          行星齒輪減速器/行星減速機嚙合原理圖


            B1點(diǎn)在主動(dòng)輪齒面上接近于其基圓,而在從動(dòng)輪齒面上處于頂園,因此B1點(diǎn)的相對滑動(dòng)速度最大;隨著(zhù)齒輪轉動(dòng),接觸點(diǎn)沿嚙合線(xiàn)向P點(diǎn)移動(dòng),相對滑動(dòng)速度逐漸減;而在P點(diǎn)改變方向,至B2點(diǎn)時(shí),其絕對值又趨于最大。由于齒面間存在摩擦力,相對滑動(dòng)速度在P點(diǎn)的突然換向,導致齒面間的相對摩擦力的方向突然改變,這樣就產(chǎn)生了脈沖力。節點(diǎn)處的脈沖力稱(chēng)為“節線(xiàn)沖力”。其大小及持續時(shí)間與齒輪間的傳遞力飛、齒面間的摩擦因數、以及相對滑動(dòng)速度的大小有關(guān)。傳遞力與摩擦因數決定摩擦力的大小,相對滑動(dòng)速度極其改變方向的快慢,與齒輪的轉速成比例。因此齒輪的傳遞功率越大、轉速越高、齒面皿挺牽擦因故決定牽擦力的大小;相對滑動(dòng)速度及其度值漱則齒輪的節線(xiàn)沖力也就越大。
            節線(xiàn)沖力是行星齒輪減速器/行星減速機的齒輪在理論嚙合條件下,在理論上(即排除其他可能產(chǎn)生振動(dòng)喚聲的因數)
          存在的齒輪噪聲源,它的頻譜只包含嚙合頻率及其高次諧波成分。嚙合頻率f(Hz)為
                fc=Z1*n1/60
          式中  z1=主動(dòng)齒輪數
             n1=主動(dòng)輪轉速r/min,高次諧波的數值取決于沖擊力對時(shí)間的歷程特性。

            2.嚙合沖力

            理想的齒輪實(shí)際上是不存在的。因為齒輪在受力運轉中,總會(huì )產(chǎn)生程度不同的彈性變形,加上齒輪制造誤差和裝配誤差等因數,必將引起齒輪之間的撞擊現象,產(chǎn)生撞擊力。這種由于齒輪的不準確嚙合而引起的撞擊力稱(chēng)為“嚙合沖力”。
          在齒輪嚙合過(guò)程中,節線(xiàn)沖力和嚙合沖力均是產(chǎn)生齒輪振動(dòng)和噪聲的激勵源。影響節線(xiàn)沖力和嚙合沖力大小的因數主要有行星減速機齒輪的類(lèi)型、壓力角、重合度、基節、齒形、齒向誤差、齒面粗糙度、轉速和載荷等。

            3.齒輪噪聲的特點(diǎn)
              齒輪在運轉過(guò)程中,由于受到節線(xiàn)沖力和嚙合沖力的激勵,一方面產(chǎn)生頻率為嚙合頻率和它的高次諧振的受迫振動(dòng),另方面產(chǎn)生頻率為固有頻率的瞬態(tài)自由振動(dòng)。當嚙合頻率和固有頻率互為整數倍時(shí),可能產(chǎn)生強烈的共振。因此,齒輪噪聲有兩種形式:一種是以嚙合頻率振動(dòng)的噪聲,另一種是整個(gè)齒輪以其固有頻率振動(dòng)的噪聲。以哪種形式為主,則取決于齒
          輪的結構和精度、傳遞載荷等多方面的因素。齒輪頻譜中各個(gè)頻率的峰值,一般均隨著(zhù)齒輪轉速的升高而加大。因為沖擊力的數值取決于其隨時(shí)間變化的規律,即力的變化時(shí)間越短,其數值越大。所以當齒輪轉速升高時(shí),激勵力加大了,從而使振幅增大,引起輻射的噪聲級升高。
            齒輪噪聲產(chǎn)生的原因,除了齒輪本身的原因之外,還有軸、軸承、箱體,以及驅動(dòng)系統和工作機等方面的原因。以下圖例齒輪噪聲產(chǎn)生原因是根據調查資料繪制的。調查對象是汽車(chē)、機床、通用機械、減速器等動(dòng)力傳動(dòng)齒輪裝置,齒輪模數<=6mm,分度圓直徑d<=400mm,齒輪精度相當于GB/T 10095-2001中的8級精度以上。

          行星齒輪減速器/行星減速機噪音分析表

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