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      技術支持
      漸開線行星齒輪減速器/行星減速機噪音產生原因分析
      發布時間:2013-12-19

        所謂行星齒輪減速器/行星減速機齒輪的噪聲,一般是指齒輪傳動裝置輻射出來的噪聲,通常包括齒輪、傳動軸、軸承和行星齒輪減速器箱體等的聲輻射。
        一對漸開線齒形的齒輪,在運轉過程中產生的振動與噪聲,產生機理主要有兩個,第一是產生“節線沖力”;第二是產生“嚙合沖力”所激起的。
        1.節線沖力
        設有一對理想齒輪(即齒面嚙合絕對準確和絕對剛性)嚙合傳動時,一對輪齒上的漸開線型面自B1點開始接觸,經節點P至B2點相互分離,即B1-B2線段為其嚙合長度,如圖所示。

      行星齒輪減速器/行星減速機嚙合原理圖


        B1點在主動輪齒面上接近于其基圓,而在從動輪齒面上處于頂園,因此B1點的相對滑動速度最大;隨著齒輪轉動,接觸點沿嚙合線向P點移動,相對滑動速度逐漸減;而在P點改變方向,至B2點時,其絕對值又趨于最大。由于齒面間存在摩擦力,相對滑動速度在P點的突然換向,導致齒面間的相對摩擦力的方向突然改變,這樣就產生了脈沖力。節點處的脈沖力稱為“節線沖力”。其大小及持續時間與齒輪間的傳遞力飛、齒面間的摩擦因數、以及相對滑動速度的大小有關。傳遞力與摩擦因數決定摩擦力的大小,相對滑動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;相對滑動速度及其度值漱則齒輪的節線沖力也就越大。
        節線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(即排除其他可能產生振動喚聲的因數)
      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=主動齒輪數
         n1=主動輪轉速r/min,高次諧波的數值取決于沖擊力對時間的歷程特性。

        2.嚙合沖力

        理想的齒輪實際上是不存在的。因為齒輪在受力運轉中,總會產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,產生撞擊力。這種由于齒輪的不準確嚙合而引起的撞擊力稱為“嚙合沖力”。
      在齒輪嚙合過程中,節線沖力和嚙合沖力均是產生齒輪振動和噪聲的激勵源。影響節線沖力和嚙合沖力大小的因數主要有行星減速機齒輪的類型、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
          齒輪在運轉過程中,由于受到節線沖力和嚙合沖力的激勵,一方面產生頻率為嚙合頻率和它的高次諧振的受迫振動,另方面產生頻率為固有頻率的瞬態自由振動。當嚙合頻率和固有頻率互為整數倍時,可能產生強烈的共振。因此,齒輪噪聲有兩種形式:一種是以嚙合頻率振動的噪聲,另一種是整個齒輪以其固有頻率振動的噪聲。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。齒輪頻譜中各個頻率的峰值,一般均隨著齒輪轉速的升高而加大。因為沖擊力的數值取決于其隨時間變化的規律,即力的變化時間越短,其數值越大。所以當齒輪轉速升高時,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,以及驅動系統和工作機等方面的原因。以下圖例齒輪噪聲產生原因是根據調查資料繪制的。調查對象是汽車、機床、通用機械、減速器等動力傳動齒輪裝置,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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