泰隆講解減速機噪音的成因及解決辦法

設計原因及對策

1.減速機內部齒輪精度等級
設計減速機時(shí)，設計者往往從經(jīng)濟因素考慮，盡可能比較經(jīng)濟的確定齒輪精度等級，忽略精度等級是齒輪產(chǎn)生噪聲與側隙的標記。美國齒輪制造協(xié)會(huì )曾通過(guò)大量的齒輪研究，確定高精度等級齒輪比低精度等級齒輪產(chǎn)生的噪聲要小的多。因此，在條件允許的情況下，應盡可能提高齒輪的精度等級，既能減少傳動(dòng)誤差，又可減小噪聲。

2.減速機內部齒輪寬度
在減速機傳動(dòng)空間允許時(shí)，增加齒輪寬度，可以減少恒定扭矩下的單位負荷。降低輪齒撓曲，減少噪聲激勵，從而降低傳動(dòng)噪聲。德國H奧帕茲的研究表明，扭矩恒定時(shí)，小齒寬比大齒寬噪聲曲線(xiàn)梯度高。同時(shí)增長(cháng)齒輪寬度還能加大齒輪的承載能力，提高減速機的承載力矩。

3.減速機內部齒輪的齒距和壓力角
小齒距能保證有較多的輪齒同時(shí)接觸，齒輪重疊增多，減少單個(gè)齒輪撓曲，降低傳動(dòng)噪聲，提高傳動(dòng)精度。較小的壓力角由于齒輪接觸角和橫向重疊比都比較大，因此運轉噪聲小、精度高。

4.減速機內部齒輪變位系數選擇
正確合理選擇變位系數，不但可以湊合中心距，避免齒輪根切，保證滿(mǎn)足同心條件，改善齒輪的傳動(dòng)性能和提高其承載能力及提高齒輪的使用壽命，還可以有效控制側隙、溫升與噪聲。在閉式齒輪傳動(dòng)中，對與硬齒面(硬度350HBS)的齒輪，其主要失效形式是齒根疲勞折斷，這種齒輪傳動(dòng)設計一般是按彎曲疲勞強度來(lái)進(jìn)行的，在選擇變位系數時(shí)，應保證使相嚙合的輪齒具有相等
的彎曲強度。對與軟齒面(硬度350HBS)的齒輪其主要失效形式是疲勞點(diǎn)蝕,這種齒輪傳動(dòng)設計一般是按接觸疲勞強度來(lái)進(jìn)行的，在選擇變位系數時(shí)，應保證使盡可能大的接觸疲勞強度與疲勞壽命。合理選擇變位系數的限制條件有:
①     保證被切齒輪不發(fā)生根切;
②     保證齒輪傳動(dòng)的平穩性，重合度必須大于1，一般要求大于1.2;
③     保證齒頂有一定厚度;
④     一對齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，如果一輪齒頂的漸開(kāi)線(xiàn)與另一輪齒根的過(guò)渡曲線(xiàn)接觸，由于過(guò)渡曲線(xiàn)不是漸開(kāi)線(xiàn)，故兩齒廓在接觸點(diǎn)的公法線(xiàn)不能通過(guò)固定的節點(diǎn)，因而引起傳動(dòng)比的變化，還可能使兩輪卡住不動(dòng)，這種”過(guò)渡曲線(xiàn)干涉”在選擇變位系數時(shí)，必須避免。

5.減速機內部齒輪齒形修整（修緣和修根）和齒頂倒角
將齒頂的齒形切削成比正確的漸開(kāi)曲線(xiàn)略呈凸形。當齒輪齒面受外力產(chǎn)生變形時(shí)，可以避免對與之嚙合的齒輪產(chǎn)生干涉，并且可以降低噪音，延長(cháng)齒輪壽命。要注意不能修整過(guò)量，過(guò)量修整等于增加了齒形誤差，將對嚙合產(chǎn)生不良影響。  

6.齒輪聲輻射特征分析
在選擇用不同結構形式的齒輪時(shí)，對其特定結構建立聲輻射模型，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，對齒輪傳動(dòng)系統噪聲進(jìn)行預先評估。以便根據使用者的不同要求(使用場(chǎng)所，是否無(wú)人操作，是否在城區內，地上、地下建筑物有無(wú)特定要求，是否有噪聲防護，或無(wú)其他特定要求)去滿(mǎn)足。

7.減速機動(dòng)力源運轉速度
根據在不同轉速條件下對減速機的實(shí)驗表明，隨著(zhù)減速機輸入轉速的增加，噪聲也將增大。

8.減速機箱體結構形式
試驗研究表明，采用圓筒形箱體對減震有利，在其他條件相同的情況下，圓筒形箱體比其它類(lèi)型箱體噪聲級平均低5dB。對減速機箱體進(jìn)行共振測試，找出共振位置，增加適當的筋條(板)，可以提高箱體的剛度，減少箱體的振動(dòng)，實(shí)現降噪。多級傳動(dòng)時(shí)要求瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化盡量小，以保證傳動(dòng)平穩，沖擊及振動(dòng)小，噪聲低。

制造原因及對策

1.    減速機內部齒輪誤差影響
齒輪制造過(guò)程齒形誤差、基節偏差、齒向誤差和齒圈徑向跳動(dòng)誤差是導致行星減速機傳動(dòng)噪聲的主要誤差。也是控制行星減速機傳動(dòng)效率的一個(gè)問(wèn)題點(diǎn)?，F以齒形誤差與齒向誤差做簡(jiǎn)單說(shuō)明。 
齒形誤差小、齒面粗糙度小的齒輪，在相同試驗條件下，其噪聲比普通齒輪要小10dB。齒距誤差小的齒輪，在相同試驗條件下，其噪聲級比普通齒輪要小6~12dB。但如果有齒距誤差存在，負載對齒輪噪聲的影響將會(huì )減少。 
齒向誤差將導致傳動(dòng)功率不是全齒寬傳遞，接觸區轉向齒的這端面或那個(gè)端面，因局部受力增大輪齒撓曲，導致噪聲級提高。但在高負載時(shí)，齒變形可以部分彌補齒向誤差。

2.    裝配同心度和動(dòng)平衡
裝配不同心將導致軸系運轉的不平衡，且由于齒論嚙合半邊松半邊緊，共同導致噪聲加劇。高精度齒輪傳動(dòng)裝配時(shí)的不平衡將嚴重影響傳動(dòng)系統精度。

3.    減速機內部齒輪硬度
隨著(zhù)齒輪硬齒面技術(shù)的發(fā)展，其承載能力大、體積小、重量輕、傳動(dòng)精度高等特點(diǎn)使其應用領(lǐng)域日趨廣泛。但為獲得硬齒面采用的滲碳淬硬使齒輪產(chǎn)生變形，導致齒輪傳動(dòng)噪聲增大，壽命縮短。為減少噪聲，需對齒面進(jìn)行精加工。目前除采用傳統的磨齒方法外，又發(fā)展出一種硬齒面刮削方法，通過(guò)修正齒頂和齒根，或把主被動(dòng)輪的齒形都調小，來(lái)減少齒輪嚙入與嚙出沖擊，從而減少
齒輪傳動(dòng)噪音。

4.    減速機系統指標檢定
在裝配前零部件的加工精度及對零部件的選配方法(完全互換，分組選配，單件選配等)，將會(huì )影響到系統裝配后的精度等級，其噪聲等級也在影響范圍之內，因此，裝配后對系統各項指標進(jìn)行檢定(或標定)，對控制系統噪聲是很關(guān)鍵的。

安裝原因及對策

1.    減振和阻斷措施
減速機在安裝時(shí),應盡量避免機身與基礎支撐及連接件之間發(fā)生共振，產(chǎn)生噪聲。減速機內部常常會(huì )發(fā)生一只或幾只齒輪在某些速度范圍內產(chǎn)生共振，除設計原因外，與安裝時(shí)未經(jīng)空試揪出共振位置。并采取相應減振或阻斷措施有直接關(guān)系。某些要求低傳動(dòng)噪聲和振動(dòng)的減速機，應選用高韌性，高阻尼的基礎材料來(lái)減少噪聲和振動(dòng)的發(fā)生。

2.    零部件幾何精度調整
由于安裝時(shí)幾何精度未達到標準規定的要求，導致減速機零部件發(fā)生共振，從而產(chǎn)生噪聲這就應該在改善安裝工藝，增加工裝，保證裝配人員的整體素質(zhì)有直接關(guān)系。

3.    零部件松動(dòng)
在安裝時(shí)由于個(gè)別零部件的松動(dòng)(如軸承預緊機構，軸系定位機構等)，導致系統定位不準，非正常位置嚙合，軸系移動(dòng)，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。這一系列需從設計結構出發(fā)，盡量保證各機構的聯(lián)接穩定采用多種聯(lián)接方式。

4.    傳動(dòng)部件損壞
在安裝時(shí)由于不當操作損傷傳動(dòng)部件，導致系統運動(dòng)不準確或運動(dòng)失穩;高速運動(dòng)部件由于受損導致油膜振動(dòng);人為造成運動(dòng)件動(dòng)不平衡;都產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。這些原因在安裝過(guò)程中都是必須注意和盡量避免的。對無(wú)法修復的損傷零部件，必須予以更換，以保證系統獲得穩定的噪聲等級。

使用維護原因及對策

減速機的正確使用維護雖不能降低系統噪聲等級，保證傳遞精度，但卻能防止其指標劣化，增大使用壽命。

1.    內部清潔
減速機內部零件的清潔是保證其正常運轉的基本條件，任何雜質(zhì)污物的進(jìn)入將影響并損傷傳動(dòng)系統，導致噪聲的產(chǎn)生。

2.    工作溫度
保證減速機的正常工作溫度，避免零部件因過(guò)大的溫升產(chǎn)生變形，確保齒輪正常嚙合，從而防止噪聲的增大。

3.    及時(shí)的潤滑和正確使用油品
不合理的潤滑和錯誤的使用潤滑油脂都將對減速機產(chǎn)生不可估量的損害。高轉速時(shí)，齒輪齒面摩擦會(huì )產(chǎn)生大量的熱能，潤滑不當，將會(huì )導致輪齒的損傷，影響精度，噪聲亦會(huì )增大。設計時(shí)要求齒輪副有適當的間隙(嚙合輪齒的非工作面間的間隙，以補償熱變形與貯存潤滑油脂)。潤滑油脂的正確使用和選擇，可保證系統安全有效運行，延緩劣化趨勢，穩定噪聲等級。

4.    減速機的正確使用
正確使用減速機，可以最大限度的避免零部件的損傷，保證穩定的噪聲等級。減速機噪聲會(huì )隨負載的增加而增大，所以應在正常負載范圍內使用。

5.    定期維護與保養
定期的維護保養(換油，更換已磨損零部件，緊固件松動(dòng)部件，清楚內部雜物，調整各部件間隙至標準規定值，檢定各項幾何精度等。)可以提高減速機抵抗噪聲等級劣化能力，維持穩定的使用狀態(tài)。

結論

減速機傳動(dòng)噪聲控制是一個(gè)系統工程，它涉及了傳動(dòng)系統(齒輪、箱體、聯(lián)接件、軸承等)設計制造，安裝，使用維護直至更新的全過(guò)程，它不僅對設計者，生產(chǎn)制造者，也對安裝使用維護保養者提出了諸多要求，上述任何環(huán)節未受到有效控制，齒輪傳動(dòng)噪聲控制都將歸于失效。