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分類:技術報告 來源:??茟霉こ虒嶒炇?/i> 日期:2022-03-16
在所有的標準齒輪應用中,塑料齒輪正在快速的取代金屬齒輪,廣泛應用于汽車、家用電器、精密機械、機電產品及醫(yī)療設備的領域。這是因為相比較于金屬齒輪,塑料齒輪的成本更低、重量較輕、加工設計靈活等優(yōu)點。塑料齒輪行業(yè)正朝著低成本、高負載和低噪音的方向發(fā)展,行業(yè)有一個關于解決齒輪噪音異響問題的路徑:齒輪傳動有摩擦,嚙入嚙出力量大,齒形齒闊兩手抓,加肥減瘦調公差,中心距離重點劃,變速跳動本一家,箱體翹曲聲音雜,變位系數查一查,潤滑油脂要選好。
塑料減速齒輪箱的噪音產生的來源
一、齒輪運行振動速度過快
齒輪運行振動速度過快,主要是在齒輪傳動中頻率過快,造成的齒輪之間振動頻率過快導致的。齒輪運行中振動速度快,將影響振動的頻率,產生噪音。
二、載荷沖擊帶來而定齒輪振動
這里將齒輪傳動看成一個振動的彈簧體系,齒輪自然成為這個體系中的一份子。當齒輪受到不同程度的載荷時,振動的頻率、扭轉的方向也會不同,多數會形成圓周方向的振動力。加上齒輪本身在處理噪音方面的問題,就會形成平順而不尖叫的噪音。
三、共振產生的噪音
共振能夠產生噪音是每個人都知道的,齒輪傳動作為在生產間工作的主要方式,自然也會在運行中出現(xiàn)共振的情況。通過齒輪傳動帶來的共振是基于齒輪自身剛性差產生的振動以及齒輪之間摩擦產生的振動在同一個振動的頻率上,這時二者相互作用就容易產生共振的情況,出現(xiàn)共振帶來的噪音。
四、部分齒輪表面光潔度不足
眾所周知,兩種物體如果是平滑的,那么在相互摩擦時產生的振動就小,振動頻率和高頻波也會小,產生的噪音程度自然也小。但是,很多的齒輪表面過于粗糙,相互摩擦時摩擦面大,振動頻率高,產生的噪音也就大并且多。
五、沒有選擇合適的潤滑劑
選擇適當的潤滑劑可明顯降低齒輪之間的摩擦和振動,采用高性能的潤滑劑是降低和減少噪音的重要方法。EccoGrease? 高性能塑膠潤滑脂是專為各種金屬與塑料部件使用而設計的,采用抗氧化、低揮發(fā)性的合成基礎油,適用溫度范圍寬,潤滑持久。由于添加低摩擦系數的固體潤滑劑,抗磨損性能優(yōu)異、承載能力強,EccoGrease? 適用于各種塑料齒輪、塑料運動部件的潤滑,有效提高部件使用壽命。
六、齒輪的材料選擇不合理
在塑料齒輪中應用的塑料廣泛的分成兩種類型:結晶和無定型。一般結晶和半結晶的材料包括:尼龍、縮醛醇、聚醚醚酮(PEEK)和聚苯硫醚(PPS),相比較于無定型材料如聚碳酸酯和聚醚酰亞胺(PEI),其耐疲勞行更好。因此結晶塑料常常應用在需要極強的載荷和應力循環(huán)的環(huán)境下。無定型材料傾向于用在速度和載荷較低,且尺寸較小、精確的齒輪。采用更有彈性的耐磨材料替代較硬的耐磨材料,一定程度上也能降低齒輪傳動的噪音,比如在塑料齒輪應用上,用耐磨靜音齒輪專用工程塑料替代常規(guī)的POM,尼龍材料在提升耐磨耐疲勞性的同時,可以幫助大幅降低齒輪傳動的噪音。
影響塑料齒輪傳動噪音的因素
一、齒輪類型對噪音有影響,斜齒輪的噪音比直齒輪低
不同類型的齒輪,由于它們的幾何特性不同,將有不同形式的嚙合過程。例如:在載荷與速度相同的條件下,通過不少應用案例可以發(fā)現(xiàn),斜齒輪的噪音可比直齒輪低3~10dB。
二、齒輪壓力角對齒輪的振動級和噪音頻率有影響
為了傳遞一定的功率須保待F為定值。如果增大壓力角a,就得增大齒面法向力Fn,這在具有摩擦力的實際齒面上就會增大節(jié)線沖力和嚙合沖力,因而導致振動和噪音級的增大。雖齒輪中心距誤差并不影響漸開線齒形的準確嚙合,但其變動卻引起工作壓力角周期性變化。例如:齒輪在軸上的偏心,將以齒輪的回轉頻率改為變其中心距,這樣勢必調制齒輪傳動的振動和噪音的頻率,調制的幅值將取決于偏心量的大小。
三、齒輪重合度對齒輪噪音的影響,增大重合度可減少振動和降低噪音
輪齒在傳遞載荷時有不同程度數變動。這樣在進入和脫離嚙合的瞬間就會產生沿嚙合線方向的嚙合沖力,因而造成扭轉振動和噪音。如果增加瞬間的平均齒數,即增大重合度,則可將載荷分配在較多的齒上,使齒面單位壓力減小,從而減小輪齒的變形,改善進入嚙合和脫離嚙合時的沖擊情況,因此也降低了齒輪傳動的扭轉振動和噪音。有應用案例可以看到,重合度由1.19增大至2.07時在1000rpm時降低噪音4dB,而在2000rpm時降低噪音6dB。
對斜齒輪,可通過改變螺旋角β和齒寬b而增大重合度,而且可大大超過直齒輪,但螺旋角也不宜過大,否則另引起軸向振動。增加齒數,大齒頂高系數或減少壓力角均可增大重合度,減少振動和降低噪音。
四、齒距、齒形、齒輪偏心等齒輪精度對噪音有影響
齒輪噪音受齒輪精度的影響非常大,降低齒輪噪音的重要一環(huán)就是提高齒輪精度,對精度極度低的齒輪,采用其它任何降噪音措施往往會遇到徒勞的局面。在單項誤差這中,影響最大的是齒距(基節(jié)或周節(jié))和齒形兩項:
1、齒距
噪音與基節(jié)誤差成正比例增減,當轉速增高或者負荷增大時,噪音增減的梯度也增大,而且,在齒輪一轉中,即使有一個齒距誤差較大,則噪音也明顯增大。
2、齒形
只給出齒形誤差的大小,并不能判斷出其對噪音的影響,重要的是齒形的誤差形狀,例如在節(jié)點附近的“中凹”會使噪音增加不少。
3、齒圈徑向跳動
由于各種音頻的調制,在齒輪噪音里有時產生多種尖叫音,偏心等引起周節(jié)的連續(xù)變化,產生在齒輪回轉頻率有關的長周期噪音,人耳對此十分敏感,特別在高速時影響很大。
4、齒面粗糙度
齒輪誤差對噪音的影響很大,特別在此嚙合頻率高的領域里,聲壓級相當高,發(fā)出難聽的聲音。