维普资讯 http://www.cqvip.com 《一重技术》 改善齿轮噪声的途径 孟百刚武北威 ［提要ｊ：．专动是菹∞京＃适一硕反映 慷性能的综合指标。本文就齿轮传动产生的噪声进行了初步的分 析．并提出改善嚏，’妁方 关键词：齿数 模数 齿廓修形齿轮噪音 在实际生产过静中．我 Ｊ发现齿轮传动苌置经常 啦 声大而影响产品质 在 轮没汁、制造中．捅清 动嵫 声的机理．对提高产品质量是很重露的 １ 齿轮啮合产生噪声 齿轮啮合过程中存在着轮毂与街轮的刚性变形、齿面 的弹性变形、齿面粗糙度与润滑油膜等因素的影响．不可 避免地要产生振动．在振动分析中，一对齿轮可以用一个 简化的振动模型来表示．如图１。在不考虑与齿轮相连接 的轴、轴承、联轴器等零件时．每对齿轮都可以视为一个 图２ 解决此问题的方法就是通过适当的齿顶修形（或配对 齿轮的齿根修形），采用较小的轮齿刚性波动量的啮合和 较高的精度等级（较小的周节偏差）及适当的啮合侧隙来 减少噪声． ．振动系统。该系统有其本身固有的自振频率，其激振频率 为轮齿频 ．＿ ／６（） 为能得到较小的噪声，必须使激振 频率避开系统的共振区（凋整ｎ或：）。 １．２摩擦力产生冲击振动 齿轮啮合过程中．主动轮齿齿面所受的摩擦力背离节 线而分别朝向齿顶及齿根作用，从动轮齿齿面所受的摩擦 力则分别由齿顶及齿根朝向节线作用 于是如图３， 产 ’ 在 摩擦力换向时有节圆冲击产生噪声．圆周速度越大噪声越 大；（ 主、从动齿轮齿面之间相 ＾ 对滑动．凸出于精确渐开线齿廓 之处工作部分（Ｒａ值）在啮合 图１ ．． — ＼ 开始时会导致很大的冲击，反之 凹于精确渐开线齿廓部分则起若 有利作用。Ｒ值越大．噪声就越 大 提高齿轮齿廓加工精度．提 高齿面光洁度．将有利于噪声的 降低。 １．１ 齿轮刚性变形引起冲击振动 在齿轮啮合过程中．轮齿刚性及齿面的弹性变形是不 断变化的．其规律是随激振频率及轮齿齿面所承受的力的 变化而呈周期性变化．如图２所示。在载荷作用下．受载 的轮齿２ 与２将产生弯曲．弯曲量 主动齿轮轮齿３ ｆ。 ｊ Ｉ ．● — ＿＿、／ 图３ 将相对从动轮３ 向左砖厂．从动轮轮齿２ 将相对主动轮轮齿 １向左转厂 这样轮齿３将进入轮齿３ 范围内．齿轮２ 将进 入轮齿ｌ范围内．从而产生啮人、啮出干涉，产生噪声 ２ 参数对噪声的影响 （１）功率 在传动功率一定的前提下，当圆周力不变 而圆周速度加倍时．声压级将提高５—６ ｄＢ；当圆周速度不 变而圆周力从空载提高到工作值时．声压级将提高１２ ｄＢ 载荷越大，圆周速度越高．这种冲击振动越大 ’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’ 一Ｉ １ ／ －， 改进后齿轮的总挠度（Ｈｉ）；矗一两种结构挠度的 比率。 、 Ｐ ｎ４ 结 语 根据汁算可知．改进后齿轮的总挠度是改进前总挠度 １ ，｝ 的 将原来的悬臂梁变为两端有轴承铰支的简支粱 由于对称分布．因此．不会再出现两齿偏斜啮台现象．这 样既提高丁齿轮的使用寿命 也降低了轴承讨套的磨损． 减少＿ｒ维修次数 式中．一改进 街轮的总挠度一（ｍ）；，：一改进后曲轴承 托稿日期：２００１年７月２０目 的ｌ 科 ．ｆ’＝Ｏ、８ ｍ；、改进唇 轮在 轴方‘向内勺晓 作 者：黑化集团热电厂埘理工程师（黑屯 富扭尔基 邮政编码 。’‘川 话：ｏ４ 。： 一． 度，ｍ； … 世后街轮在ｚ轴南ｆ 自 挠度（ｍ）． ２３ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第２－３期（总９２－９３期） 攀钢转炉耳轴的装运设计 孔庆忠 ［提要］：特种车装运设计是包装设计的重点，本文阐述攀钢转炉耳轴的装运设计。 关键词：耳轴 铁路运输 加固 攀枝花钢铁公司地处山区，交通运输方面受制约因素 很多，发往攀钢货物必须严格控制规格、重量、加固方 式，才能保证运输安全。 能正常运输。所以该货物只能选用Ｄ１０凹型车装运比较经 济合理。该车尺寸规格如下： 车型Ｄ１０凹型车 １ 运输方案的确定 ２１０ ｔ转炉是我公司为攀钢生产的设备，而耳轴为关键 载重 自重 凹体面积 ９０ｔ ２９ ｔ ３０ｍ： 部件，如何快速、安全地将产品运抵用户，运输方案的选 择成为关键。 （１）货物规格 钩舌内侧距离 最大宽Ｘ高 ２ ５ｏｏｍｉｎｘ２ ｌ５０ｍｉｎｘ２ ３００ｍｍ ４４．５ ｔ ２０ ３０８ ｍｉｌｌ ３ ０００ｍｍｘｌ ８ｏｏｍｍ ６轴 ｌ４ ８ｏｏｍｍ 外形尺寸 重 量 轴数 转向架中心距 货物重心位置 （２）选用运输车型 重心居中，距车底面ｌ １００ ｍｍ 地板面至轨面高度 车钩中心高重心高 两端ｌ ３５０ ｍｍ，中间７７７ ｌｌｌｍ ８８０ｍｍ ８ｏｏ ｍｍ 该产品为转炉上的耳轴，为不对称圆柱形，一侧偏 重，运输形式经屡次修改，最终确定采取立式方法，将大 头朝下降低重心位置．增加稳定性。保证货物在运输途中 不移动、不倾覆 若选用普通平车运输该件，货物集重不 ＝ ； ；； ２装载加固计算及稳定性校核 货物在运输过程中可能受到诸多影响，产生移动或倾 覆，如何通过加固措施的实施，来保证货物的运输安全， ； ； ； ； ； ； ； 左右。但加载饱和后可降低Ｒａ值，也有利于降低噪声。 切向齿综合误差及齿宽方向的接触斑点的作用是一样的。 （２）模数、齿教 齿轮的刚性一般随着模数的增大而 增强，噪声则随模数的增大而降低。当传动比和中心距一 定时，其重合度则随着模数的增大而减少，对降低噪声不 利。而齿数越多，重合度越大，传动越平稳，越有利于降 低噪声。模数和齿数都对啮合系统的自振频率有影响，设 ②齿向误差 齿向误差导致相互啮合齿轮的螺旋角之 差。它使接触斑点变短并偏移，意味着重合度变小。即使 接触率较大时载荷沿齿宽颁仍然不均匀，会出现偏载现 象。载荷较大区域的轮齿变形严重，使刚度变化较大，导 致啮合冲击变大，这种冲击伴随着轮齿频率而产生。 汁时应综合考虑。齿轮啮合误差在精度等级相同时将随着 模数的增大而增大，故应优先选用小模数。 （３）重合度、变位 重合度越大，齿轮传动越平稳， 越有利于降低噪声．故应优先选用斜齿轮传动。对齿轮进 ③周节累计误差齿轮啮合过程中周节累计误差每周 出现两次（一正一负），使齿轮发生摆动。相互啮合轮齿 所产生的摆动增强或减弱而产生不同程度的噪声。轮齿的 分度误差也会增强噪声。 行正交变位可使齿轮顶啮合线段变长，同时增大齿轮刚度，有利于降低噪声。而负变位齿轮若只考虑降低轮齿刚 度．则会起一定的反作用。 （４）齿廓修形 齿顶、根修形可降低啮入、啮出冲 击．齿端修形有利于油膜形成且均载效果好，均利于降低 （垒）齿形误差与齿圈径向跳动 齿形误差与齿圈径向跳 动在轮齿每次啮合中通常能引起多次冲击振动，特别是在 直齿啮合时会大大提高噪声。 （７）其它因素润滑油的粘度、油中的添加剂及润滑 方式、驱动及输出装置的稳定性、轴承的精度及其润滑的 噪声。但无论哪种修形都会降低重合度（程度较小），若 修形量不适当将加大噪声。 （５）接触率 齿轮啮合接触率越大，单位齿面承受 力（压强）就越小，轮齿变形就越小，有利于降低噪声。 （６）精度等级的影响较小 好坏程度、箱体的结构与刚性、材料和壁厚等均对齿轮噪 声有影响。 ３ 结 语 综合上述，为降低噪声应选用适当的模数、齿数、啮 轻载时啮合误差与安装误差起主要作 合侧隙．齿廓修形，提高齿轮精度：采用合适的热处理方 法，合理设计箱体结构；选用适当的润滑油；优先选用高 精度机床和刀具进行精加工，提高齿轮的制造、装配精 度 用，重载时变形的影响大于啮合误差而使啮合误差对噪声 ①周节偏差、基节偏差以及基圆偏差或啮合角偏差 这些偏差都能加大轮齿啮合过程中的刚度变化。由周节偏 差激起的震动是伴随着齿轮啮合频率而产生的，相互啮合 的轮齿周节偏差彼此之间或相互增强或相互抵消。对产生 噪声起决定性作用的是各单项误差的综合作用。这同单面 一收稿日期：２００２年３凡８日 盖百刚：一童皋目公司东齿加工中心工程师 武北成｛一重集团公司设计研究院助理工程师 ２４一
