
一,問(wèn)題的提出。
批量生產(chǎn)同一產(chǎn)品的二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速機(jī),有的噪聲較低且傳動(dòng)較平穩(wěn),聽(tīng)感很正常,有的則產(chǎn)生唰啦唰啦響的間歇性高噪聲,聽(tīng)起來(lái)很煩人。
筆者深入生產(chǎn)車間進(jìn)行了考察,測(cè)試,分析和改進(jìn)試驗(yàn),用ND6型精密聲級(jí)計(jì)測(cè)試,低噪聲減速機(jī)為79.8dB(A),達(dá)到了出廠要求。而高噪聲減速機(jī)為82.5dB(A),達(dá)不到出廠要求,需要進(jìn)行降低噪聲的治理。
二,噪聲源分析。
對(duì)高,低噪聲減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后拆開(kāi)上蓋觀察比較,如圖1所示。低噪聲減速機(jī)的齒面接觸精度很高,整個(gè)齒面上都有接觸斑痕,而高噪聲減速機(jī)的第一級(jí)齒輪軸1與齒輪2接觸精度比較低,接觸斑點(diǎn)達(dá)不到50%,即輪齒在齒寬方向上,齒面邊緣一端有接觸斑痕(即咬邊),其另一端齒面邊緣無(wú)接觸斑痕(即不咬邊),造成輪齒在其接觸寬度上不完全嚙合。第二級(jí)齒輪接觸精度都很高。可見(jiàn)噪聲源在第一級(jí)齒輪上,即使在同一臺(tái)滾齒機(jī)上一次調(diào)整滾刀角度加工這一對(duì)齒輪也會(huì)出現(xiàn)咬邊,排除了機(jī)床誤差的影響。
對(duì)產(chǎn)生咬邊現(xiàn)象的原因進(jìn)行分析。
1.軸3加工誤差分析。
為保證加工精度,其軸頸,軸肩與齒輪內(nèi)孔配合部分均在精研軸中心孔后的統(tǒng)一基準(zhǔn)上一次磨削,磨床精度良好,加工件裝配后不會(huì)引起齒輪的咬邊現(xiàn)象。
若磨削規(guī)范選擇不當(dāng),仍有可能產(chǎn)生軸頸磨后的徑向跳動(dòng)。
軸3與齒輪內(nèi)孔配合選取H7/k6,配合比較緊,不會(huì)引起齒輪咬邊。
2.箱體孔不平行。
箱體孔是在刨削箱體各平面后,上,下箱體裝配成一體在臥式鏜床上分粗鏜,半精鏜和精鏜加工的,用單面前導(dǎo)向一次鏜出兩邊孔。經(jīng)檢驗(yàn),鏜床和鏜模精度良好,能保證箱體孔平行度,不會(huì)引起齒輪咬邊。
箱體鑄造后清砂,去分型面處的夾邊和冒口,噴丸處理后時(shí)效處理4個(gè)月,消除了內(nèi)應(yīng)力,加工后無(wú)變形,不會(huì)引起齒輪咬邊。
3.齒輪加工誤差分析。
滾刀刃磨及對(duì)中很好,用一把新滾刀加工,也和原有滾刀一樣出現(xiàn)一級(jí)變速齒輪咬邊現(xiàn)象,刀具原因可排除。
齒坯內(nèi)孔與端面是在同一次裝夾中完成加工的,保證了垂直度。
在心軸上用內(nèi)孔和端面定位,經(jīng)計(jì)算無(wú)過(guò)定位現(xiàn)象,內(nèi)孔與心軸的配合滿足定位誤差要求,不是產(chǎn)生咬邊的原因。
滾刀在滾刀架主軸上安裝,對(duì)滾刀兩端臺(tái)肩的徑向跳動(dòng)應(yīng)控制在0.1mm以內(nèi),臺(tái)肩端面跳動(dòng)應(yīng)控制在0.005mm以內(nèi)。
4.工藝系統(tǒng)受力變形。
如圖3所示為在滾齒機(jī)上滾切齒輪軸1的安裝示意圖,軸1左端向上,用頂尖定位,另一端向下用三爪卡盤定位和夾緊,整個(gè)齒輪軸相當(dāng)于一根上端鉸支,下端簡(jiǎn)支的梁,且頂尖至齒輪的距離202mm,大于齒輪至三爪卡盤的距離125mm,因此,對(duì)齒輪來(lái)說(shuō),上端受力變形大,所切齒深就淺;而下端受力變形小,齒深就深。
在滾齒機(jī)上用心軸定位滾切齒輪2的安裝示意圖,心軸上端在軸承中相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),又用頂尖壓緊,心軸下端在錐孔中定位,整個(gè)心軸相當(dāng)于一根兩端簡(jiǎn)支的梁,且心軸上端長(zhǎng)度71mm比下端長(zhǎng)度210mm小得多,心軸下端直徑為32mm,而上端直徑56mm,因此,上端剛度比下端大,對(duì)齒輪來(lái)說(shuō),上端受力變形小,切出的齒深就深;而下端受力變形大,齒深就淺。由于該齒輪的中性面對(duì)稱,裝配時(shí)會(huì)任意裝配,就使兩齒輪齒淺的一端裝配在同一端,出現(xiàn)咬邊現(xiàn)象而產(chǎn)生噪聲。
三,噪聲治理及其效果。
綜上所述,齒輪傳動(dòng)的噪聲由齒輪箱主要零件的設(shè)計(jì),制造和裝配質(zhì)量等因素所決定的,找到原因后,研究解決的措施如下。
1.從加工工裝上解決。
重新設(shè)計(jì)工裝,消除受力變形,但不經(jīng)濟(jì)。
2.采用誤差抵消法。
齒輪的下端面即主要定位基準(zhǔn)做裝配基準(zhǔn),齒輪2的右面,這樣齒輪2齒淺(深)
端正好與齒輪軸1的齒深(淺)端嚙合,誤差抵消。
對(duì)高噪聲減速箱重新采用誤差抵消法裝配后,其降低噪聲效果即可立桿見(jiàn)影,噪聲降為79.8dB(A),傳動(dòng)平穩(wěn)且噪聲低,無(wú)唰啦響的間歇性噪聲,達(dá)到了出廠要求,用戶很滿意。