齒輪傳動噪音及故障分析

1、齒輪(chln)傳動噪音及故障分析【摘要(zhiyo)】為適應(yīng)節(jié)能高效的需要(xyo)，傳動系零部件在朝小型化發(fā)展，汽車變速箱采用斜齒輪傳動方式，不僅結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)，還有傳動力大等特點。斜齒輪傳動存在軸向力和徑向力，噪音(zoyn)的產(chǎn)生就包含了很多種原因。本文(bnwn)介紹了汽車變速箱在設(shè)計、零件制造、總成裝配三個方面中產(chǎn)生噪音的原因和解決措施。關(guān)鍵詞 傳動 斜齒輪 噪音 設(shè)計 制造 裝配 目前，客車變速箱普遍采用三軸式傳動，下面介紹下我公司生產(chǎn)的6T-160客車變速箱，結(jié)構(gòu)如圖一所示： 圖一公司為確保產(chǎn)品質(zhì)量，對噪音做了詳細(xì)(xingx)規(guī)定：在臺位(ti wi)主軸2600轉(zhuǎn)/分以

2、上轉(zhuǎn)速各檔進(jìn)行跑合試驗(shyn)，要求純試驗時間不得少于5分鐘，在跑合試驗時檢查(jinch)產(chǎn)品噪聲?？諜n(kn dn)和前進(jìn)檔（超速檔除處）85dB；超速檔和倒檔87dB本文以6T-160客車變速箱為例，從齒輪傳動的特性出發(fā)，分析了設(shè)計、加工、裝配各環(huán)節(jié)中與噪聲產(chǎn)生密切相關(guān)的各種主要因素，并對其加以總結(jié)歸納，從而得出一系列經(jīng)驗性的方法和思路。齒輪傳動系統(tǒng)的噪聲分析一般來說，齒輪系統(tǒng)噪聲發(fā)生的原因主要有以下幾個方面：(1)齒輪設(shè)計方面參數(shù)選擇不當(dāng)，重合度過小，齒廓修形不當(dāng)或沒有修形，齒輪箱結(jié)構(gòu)不合理等。 (2)齒輪加工方面基節(jié)誤差和齒形誤差過大，齒側(cè)間隙過大，表面粗糙度過大等。 (3)輪系

3、及齒輪箱方面裝配偏心，接觸精度低，軸的平行度差，軸，軸承、支承的剛度不足，軸承的回轉(zhuǎn)精度不高及間隙不當(dāng)?shù)取?齒輪傳動的減噪聲設(shè)計（1）、6T-160客車變速箱全部采用斜齒輪，齒輪的類型從傳動平穩(wěn)、噪聲低的角度出發(fā)，斜齒圓柱齒輪同時接觸的齒對多嚙合綜合剛度的變化比較平穩(wěn)。振動噪聲可能比同樣的直齒圓柱齒輪低，有時可低到大約12dB。（2）、增加斜齒輪傳動重合度。輪齒在傳遞載荷時有不同程度數(shù)變動，這樣在進(jìn)入和脫離嚙合的瞬間就會產(chǎn)生沿嚙合線方向的嚙合沖力，因而造成扭轉(zhuǎn)振動和噪音(zoyn)。 如果增加瞬間的平均齒數(shù)，即增大重合度，則可將載荷分配在較多的齒上，使齒面單位壓力減小，從而減小輪齒的變形，改善

4、進(jìn)入嚙合和脫離嚙合時的沖擊情況，因此也降低了齒輪傳動的扭轉(zhuǎn)振動和噪音。重合度由1.19增大至2.07時在1000rpm時降低噪音4dB，而在2000rpm時降低噪音6dB。（3）、齒的修形、整形和變位在齒輪的實際工作狀態(tài)下，由于輪齒、傳動軸和箱體的變形會使輪齒在嚙入和嚙出時產(chǎn)生干涉和沖擊，引起強烈的振動和噪聲為此，可采用進(jìn)行修形、整形和變位的方式(fngsh)對嚙合變形進(jìn)行補償達(dá)到降低振動和噪聲的目的。齒輪加工(ji gng)精度控制6T-160變速箱齒輪(chln)精度要求7級，全部齒輪要求齒廓修形，齒向修形。齒輪的加工精度對齒輪系統(tǒng)噪聲(zoshng)有著重要的影響。一般來說，提高加工精度

5、有助于降低齒輪系統(tǒng)的噪聲。（1）、在各單項輪齒誤差中，齒形誤差對噪聲的影響最大。齒形誤差大，則齒輪噪聲大，但兩者間并非簡單的線性關(guān)系。因為噪聲的大小，不僅取決于齒形誤差的大小，更主要的是取決于齒形形狀。實驗證明，略帶鼓形的齒形形狀，有利于降低噪聲。（2）、關(guān)于(guny)齒輪輪齒側(cè)隙對噪聲的影響，一般說來，如果側(cè)隙過小，噪聲會急劇增大，而側(cè)隙過大，則在松油門減速時會產(chǎn)生明顯噪音。加工過程中齒輪公法線尺寸是直接反映到側(cè)隙的，工藝部門和檢查員需把握這樣的一個原則，公法線不允許過大（具體按實際使用情況），公法線偏小在一倍公差(gngch)內(nèi)對齒輪各項指標(biāo)影響很小。（3）、提高(t go)齒面光潔度，

6、齒輪精度要求在7級以上的，為更好控制噪音(zoyn)，應(yīng)全部采用磨齒工藝。變速箱裝配(zhungpi)精度變速箱的裝配精度對噪音的影響往往被各個廠家忽視，例如，我公司生產(chǎn)的6T-160變速箱，全部采用錐軸承來抵消斜齒輪產(chǎn)生的軸向力和徑向力。（1）、軸承的裝配質(zhì)量直接影響到齒輪傳動的噪音。軸承預(yù)緊力偏小，傳動軸沒有起到定位作用，受力條件下，齒輪嚙合發(fā)生改變，噪音增大。軸承的預(yù)緊力的大小各個廠家往往是控制軸承軸向間隙，例如錐軸承間隙控制在0-0.1。軸承的預(yù)緊力的大小靠控制軸向間隙是不科學(xué)的。不同廠家，不通批次在相同預(yù)緊力下，軸向間隙都是不同的。不能簡單的控制錐軸承的軸向間隙來滿足錐軸承的預(yù)緊力要

7、求。（2）、對于齒輪的噪音和異響，絕大數(shù)廠家不加以(jiy)區(qū)分，花大量人力物力，最終沒能找到噪音的解決方法。齒輪在裝配前收到加工、物流、清洗各個環(huán)節(jié)影響，有時齒面產(chǎn)生銹蝕、毛刺、磕碰傷等問題，很難發(fā)現(xiàn)。為杜絕此類零件裝入變速箱，裝配前需增加(zngji)一道工序，即無側(cè)隙嚙合(nih)檢查。通過(tnggu)與標(biāo)準(zhǔn)齒輪對嚙檢查，檢查齒輪齒面上是否存在毛刺、磕碰傷等問題。結(jié)語(jiy)通過以上分析和總結(jié)，齒輪產(chǎn)生噪音是個綜合性問題，影響因素很多。今后，碰到變速箱噪音超標(biāo)或者異響時，不要盲目判斷，找到合適的工作方法，通過排除法，找到噪音問題的原因，分析解決辦法，最終解決噪音問題。 參 考 文 獻(xiàn) 1 徐灝，邱宣懷，蔡春源等，機械設(shè)計手冊(shuc)，第2版，機械工業(yè)出版社，2000年。2 許洪基，陶燕光，雷光(li un)等，齒輪手冊，第2版，機械工業(yè)出版社，2000年。3 趙如福 金屬機械加工工藝人員(rnyun)手冊 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2006年4 趙寧 魏方 惠廣林 康士朋.齒輪基本參數(shù)對內(nèi)嚙合(nih)效率影響的研究J.現(xiàn)代制造工程,20065 聶志峰 聶峻峰 齊宏.機器低噪聲設(shè)計的研究J.山東(shn dn)科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版,2005內(nèi)容總結(jié)（1）齒輪傳動噪音