齿轮传动系统的减噪设计.pdf

齿轮传动系统的减噪设计在传统齿轮传动类产品(如工业减速箱、汽车变速器等)的设计过程中,人们往往只注重功能的实现和工作的可靠性,很少关心整个机械的运转噪声问题。但随着人们对工作和生活环境舒适度要求的不断提高,噪声问题也随之愈发凸显出来。例如,作为国内最大的汽车变速器供应商——上海汽车股份有限公司,我们在考核新开发产品时的两个最主要参数就是疲劳寿命和运转噪声,甚至对变速器的每一个档位都有具体的噪声要求( 见下表) 。上海通用赛欧轿车五档手动变速器各档噪声要求档位最大噪声( 转速 1400 r 。minl ┙)/dB 一档 82 二档 82 三档 79 四档 77 五档 77 六档 82 空档 77 本文从齿轮传动的特性出发,分析了设计、加工各环节中与噪声产生密切相关的各种主要因素,并对其加以总结归纳,从而得出一系列经验性的方法和思路。齿轮传动系统的噪声分析为从设计角度出发降低齿轮传动系统的噪声,我们就应首先来分析一下齿轮系统噪声的种类和发生机理。在齿轮系统中,根据机理的不同,可将噪声分成加速度噪声和自鸣噪声两种。一方面,在齿轮轮齿啮合时,由于冲击而使齿轮产生很大的加速度并会引起周围介质扰动,由这种扰动产生的声辐射称为齿轮的加速度噪声。另一方面,在齿轮动态啮合力作用下,系统的各零部件会产生振动,这些振动所产生的声辐射称为自鸣噪声。对于开式齿轮传动,加速度噪声由轮齿冲击处直接辐射出来,自鸣噪声则由轮体、传动轴等处辐射出来。对于闭式齿轮传动,加速度噪声先辐射到齿轮箱内的空气和润滑油中,再通过齿轮箱辐射出来。自鸣噪声则由齿轮体的振动通过传动轴引起支座振动,从而通过齿轮箱箱壁的振动而辐射出来。一般说来,自鸣噪声是闭式齿轮传动的主要声源。因此,齿轮系统的噪声强度不仅与轮齿啮合的动态激励力有关,而且还与轮体、、动态特性以及动态啮合力在它们之间的传递特性有关。一般来说,齿轮系统噪声发生的原因主要有以下几个方面: (1) 齿轮设计方面参数选择不当,重合度过小,齿廓修形不当或没有修形, 齿轮箱结构不合理等。 (2) 齿轮加工方面基节误差和齿形误差过大,齿侧间隙过大,表面粗糙度过大等。 (3) 轮系及齿轮箱方面装配偏心,接触精度低,轴的平行度差,轴,轴承、支承的刚度不足,轴承的回转精度不高及间隙不当等。 (4) 其他方面输入扭矩。负载扭矩的波动,轴系的扭振,电动机及其它传动副的平衡情况等。齿轮传动的减噪声设计基于以上分析,本文将重点从齿轮设计、齿轮加工以及轮系及齿轮箱三个方面展开详细讨论。 1. 齿轮设计方面 (1) 齿轮的类型和材料①齿轮的类型从传动平稳、噪声低的角度出发,。因此振动噪声可能比同样的直齿圆柱齿轮低,有时可低到大约 12dB 。对于人字齿轮,由于要求严格对中,微小的误差或唐损不均都可能影响人字齿轮的均载和传动平稳性,因此在圆柱齿轮中,斜齿圆柱齿轮是降低噪声最佳的齿轮类型. 从 1969 — 1987 年,埃及开罗 Ai