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齿轮传动装置的侧隙影响噪声大小

日期:2019-07-29 

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1、问题的提出:


某单位生产汽车变速器齿轮精度为6级GBT/0095.1-2-2008模数m=3.25中心距a=100mm左右修缘、修形完全符合设计要求。但经测试噪声为68dB(A)而国外同类产品却bb dB(A)经反复推敲从侧隙上找原因我们侧隙为0.1000.150mm人家的侧隙为0.0500.080mm由此得到启发。侧隙大小将影响噪声大小。有人问及为什么7级精度内齿圈变位系数X2〉0时量柱距公差小X=0时公差中等X〈0时公差加大Flender公司行星齿轮减速器。现就这一问题作一简述不一定对旨在抛砖引玉。


2、合理选用齿轮传动装置的侧隙


齿轮传动装置要保证正常运行必须要有保证侧便于形成油膜和温升时不至于卡死通常有一个最小侧隙最小侧隙Jntmin是节圆上的最小圆周侧隙即当具有最大允许实效齿原的轮齿与也具有最大允许实效齿原相配轮齿相啮合时在静态条件下在最紧允许中心距时的圆周侧隙见图1

所谓最紧中心距对外齿轮来说是指最小的工作中心距而对内齿轮来说是指最大的工作中心距。


侧隙的测量可用塞尺进行测量也可用压保险丝进行测量见图2。

据国外资料介绍侧隙大小对噪声的影响大小侧隙太小时影响噪声值为35dB(A)侧隙过大时影响噪声值为014 dB(A)。


于是齿轮副的侧隙推荐按表1所给的最小侧隙国内外经验的总结。计算确定齿原或公法线平均长度极限偏差或量柱距偏差开圆整为精度所规定的偏差代号与效值。


1表1中a类侧隙对应的齿轮与箱体温差为40℃b类为25℃C类为16℃d类为10℃。


2对于行星齿轮传动尤其是重载行星齿轮传动由于结构紧凑散热条件较差同时为了满足均载浮动的要求应采用较大的侧隙。根据经验按不同的用途推荐为:精度不高有浮动构件的低速传动采用a类精度较高高于7级有浮动构件的低速传动采用b类高精度高于或等于5级的高速或低速传动采用c类或d类。


表1最小侧隙Jntmin

对于我国生产的NGW型行星齿轮减速器JB/T6502-1995、JB/T6502-2015和法兰德(Flender)公司P系列的行星齿轮减速器均采用较大侧隙。对于太阳轮、行星轮为b级精度JB/T10095-2008内齿圈为7级的行星卡车人减速器期齿原偏差或公法线平均长度极限偏差内齿圈量柱距偏差直接查用Flender公司编制的偏差表。见张展主编的《机械设计通用手册》第二版机械工业出版社2017.1、P1026-1029。


对汽车变速器由于精度高希望噪声小宜采用较小侧隙。同时参考同类型产品以资借鉴更重要的是要重视实践与测试。曾记得当年慕尼黑工大温特Winter教授来华访问时与黄潼年先生交流时黄提出“齿面刮伤原因之一是顶刃啮合所致”温特教授马上问一句“你做过测试没有“黄回答说”没有“温特教授接着说”等你做完测试后再与我讨论。“可见国外很重视实践实践出真知。


此外有人问及内齿圈量柱距偏差变位系数X20时小X=0时中等X0时大。原因何在


我们知道内齿圈的变位系数X2是假想内齿圈用齿条刀具加工时的变位系数基齿条制实际上是插齿刀加工的基齿轮制其中心距变动系数为Y02。


它们之间的关系为

式中Z2为内齿圈齿数Z0为插齿刀齿数为压力角


此式的推导见张展编著的《渐开线少齿差行星齿轮传动装置》机械工业出版社2013.1 P60。


于是行X2mY02m(式中m为模数)


则X2Y02


以前我早已用微积分方法证明了变位系数和X2=X2±X1Y其中X1是小齿轮变位系数Y-中心距变动系数。


所以插齿刀加工X20时公差要加大否则啮合时要产生干涉无法正常运行与传动。


由此可见合理选择齿轮副的侧隙是相当重要的以保证齿轮传动处于最佳状态下运行。任意选取侧隙不根据使用工况虽然能运行但不是处在最佳状态下运行。

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