渐开线齿轮传动的噪声产生与防治1.pdf
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1、2 0 8 机床与液压2 0 0 5 . N o . 8 渐开线齿轮传动的噪声产生与防治 王致坚, 伍利群,罗魁元 ( 湖南工学院, 衡阳4 2 1 0 1 0 ) 摘要: 论述了渐开线齿轮在设计制造安装中所产生的基节误差、重合度系数、接触误差、侧隙是噪声产生的主要因 素,并提出了防治措施。 关键词: 渐开线齿轮; 基节误差; 重合度系数; 接触误差; 侧隙 中图分类号: T H 1 3 2 . 4 1 3 ; T B 5 3 3文献标识码: B文章编号: 1 0 0 1 - 3 8 8 1 ( 2 0 0 5 ) 8 - 2 0 8 - 3 Th e Re a s o n a n d P r
2、 e v e n t i o n o f I n v o l u t e Ge a r一d r i v e n No i s e s WA N G Z h i 一 i a n ,WU L i - q u n ,L U O K u i - y u a n A b s t r a c t ; R a d ix 一 n o d e e r r o r , s u p e r p o s i t i o n d e g r e e m o d u l u s , t o u c h e r r o r , s i d e 一 , p o f i n v o l u t e g e a r , t h
3、e p r i m a ry f a c t o r s t h a t p r o d u c e n o i s e s w a s d i s c u s s e d , a n d p r e v e n t i o n w a y s w e r e p u t f o r w a r d . K e y w o r d s ; I n v o lu t e g e a r ; R a d i、 一 。 o d e e r r o r ; S u p e r p o s it io n d e g r e e m o d u l u s ; T o u c h e r r o r ;
4、 S id 。 一 g a p 1 齿轮传动中噪声的产生使第二对轮齿的 从动齿轮的 齿顶提前, 在主动轮的啮 齿轮传动产生噪声的因素很多, 例如变速箱中 齿合点K Z 以上附近的K 盆 处进人啮合, 从而造成主动齿 轮轴两端支承孔的同轴度和齿轮轴之间中心距的加工轮的第二个轮齿在齿根以上的K z 点处 “ 挤碰”从动 误差、 传动轴的刚性误差、 齿轮安装在轴上产生的偏齿轮的齿顶。根据机械原理上的三心定理,该第二个 心、 直齿轮的运转速度过快、 润滑条件差等等都有可啮合的齿的瞬时等速点已不是在固 定的P 点上, 而是 能成为产生噪声的重要原因, 但据人们长期的制造和逐渐移向从动齿轮的中心P 点,
5、P 点为通过两轮中心 使用实践可知, 齿轮本身制造的 齿形精度是噪声产生0 1 0 2 直线与第二个齿的啮合面法线的交点, P , 点就 的主要原因。 本文作者从噪 声的 产生、 治理提出 一些是两轮在第二对齿啮合的瞬时等速点。 看法,以供读者参考。在正常啮合中,节点 P 是两轮瞬时等速点 ( 见 1 . 1 齿轮基节误差的影响图1 ) 0 齿轮基圆是渐开线曲线的起点圆, 基圆d 。 大, 则基节P 。 大; 基圆d 。 小, 则基节P 。 小 ( 因为d b = d c o s a = m z c o s a , P 二 二 m c o s a 。 式中: d 为 分度圆直 径, m为模数,
6、 : 为齿数;a为压力角) ,当模数、齿 数与压力角设计确定后, 理论上基圆d 。 的大小和基 节P 。 的大小是确定的, 但二与c o s a 都是无理数, 故 尸 。 与d 。 从设计上来说它们都是一个近似值,从设计 和制造上来看其误差是不可避免的,因此人们在检测 时, 一对相啮合的齿轮, 尽管接触尚好说明变速箱支 承孔的平行度和齿轮齿向精度合格, 但运转时,却又 有较大的噪声, 此时观察可以看到一个齿轮的齿根部 有一条亮带,这种情况说明了该对啮合齿轮在基节上 存在较大的误差,从而产生了一个齿轮的齿顶对另一 个齿轮的齿根形成了 “ 挤10 , 以动 轮 ) 因为r , (o , = 。 :
7、 ,所以W 2 r , = 田i o r 2 移动到P 时, 将产生0 , P ce , 二 O , P 诚 当瞬时等速点 即。 2 = 一 0 , 尸 r , 又因为万 宁 二 万 二 U 2 2几 所以。 2 。 2 。 -尸尸 一00 碰”作用,这个 “ 挤碰” 现象是产生噪声的关键原 因,其分析如下: 若主动轮基节P b , 小 于从动轮基节P b2( 见图 1 ) 。 当第一对轮齿到达啮 合线 N , N 2上的终点 K , 时, 本当第二对轮齿进人 N , N 2 啮合线上的起点 K 2 , 但由于基节误差 尸 ,致 0, ( 主动轮) 图1 主动轮基节小 于从动轮基节 由于主动轮
8、匀速旋转,从动轮的第二个齿是 “ 增速”旋转走向啮合线的,当转过某一角度后从动 齿轮的 第二个齿进人了N , N 2 的 极限啮合线后, 就进 人了匀速运动状态。以后的第三、四等所有成对 的啮合齿都像第二对齿一样周而复始地产生 “ 挤碰” 现象,每一对啮合的从动齿轮的齿顶都有一个 “ 增 速”进人啮合线的瞬时变化,主动齿轮的齿根以上 附近点都要与从动齿轮的齿顶发生 “ 挤碰”现象, 于是便产生了噪声,当速度较高时,其产生的噪声也 就随之严重。 若主动轮基节P b 。 大于 从动轮基节P b2 时, 情况与 上述相似,它将出现从动轮的齿根 “ 减速”地离开 啮合线N , N 2 , 致使主动轮的
9、齿顶 “ 挤碰”从动轮的 齿根以上的附近点, 造成噪声。 1 . 2 齿轮啮合的重合度的影响 从机械原理的齿轮连续传动的条件来说, 齿轮传 动的重合度是关键的基本条件,所谓重合度就是在极 限啮合线N , N 2 上的齿轮实际啮合线K , K 2 与齿轮的 法节尸 。( 注: 对直齿轮而言, 法节与基节是相等的) 机床与液压2 0 0 5 . N o . 8 2 0 9 K一,. IJ一尸 K一 长度的比 值, 即二 。 =从理论上讲 - 1 就能保证齿轮的连续传动, 而二 。 = 重合度E a 1 则表明在 K , K : 的实际啮合线内只有一对轮齿参加啮合,此时 也只有当第一对轮齿离开啮合点
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