噪音分析与防治措施.doc

电动轮矿用自卸车轮边减速器异常噪音的分析与防治措施河北汇工机械设备有限公司 杨钟胜 【内容摘要】由我单位生产的SF31904电动轮矿用自卸车轮边齿轮减速器，在整车装配调试中出现异常噪音。从制造角度，根据齿轮啮合原理进行了全面系统的分析，并提出有效的防治措施，使噪音得到了很好的控制。 【关 键 词】轮边减速器异常噪音；原因分析；防治措施。SF31904Electric wheel dumper wheel edge gear wheel abnormal noise of organization analysis reducing the speed and prevention and cure measureYang Zhongsheng,Hebei Huigong Machinery Equipment Co.Ltd.Abstract: SF31904electric wheel dumper wheel edge gear wheel reduction gear giving birth to a child from my unit, In entire vehicle assembling debugging, abnormal noise appears. From making an angle, being engaged according to the gear wheel, principle has carried out systematic all-round analysis, Bring forward effective prevention and cure measure, have made noise get very good controlling.Keywords ：Abnormal wheel edge reduction gear noise; Analysis of causes; Prevention and cure measure. 我单位生产的SF31904电动轮矿用自卸车轮边减速器与主机厂整车配套。主机厂在组装调试中，轮边齿轮减速机构出现异常噪音；针对齿轮减速机构的异常噪音，我单位从齿轮制造角度，根据齿轮啮合原理进行了全面系统的分析，并“对症下药”，提出有效的防治措施，使噪音得到了很好的控制。今将这一过程，整理成文，以供同行工作中参考。一、SF31904电动轮矿用自卸车轮边减速器减速机构的简介1. SF31904电动轮矿用自卸车轮边减速器减速机构的组成：图1 SF31904电动轮矿用自卸车NW行星轮系轮边减速器传动机构示意图SF31904电动轮矿用自卸车轮边减速器由一个太阳齿轮、三个大行星齿轮、三个小行星齿轮、一个内齿圈组成。是典型的具有一个内啮合和一个外啮合的NW行星齿轮传动减速机构。（见图1所示）其中太阳轮本身浮动，太阳轮的一端通过花键套和电枢轴连接，另一端依靠与三个沿圆周均布的大行星轮啮合自动定位，同时保证适当的啮合侧隙及齿顶间隙。大、小行星齿轮通过热套过盈配合成为一体的双联行星齿轮。三个大行星轮由太阳轮驱动，大行星轮安装在机架的轴承上转动，三个小行星轮与扭力管上的内齿圈相啮合。扭力管与轮毂靠螺栓连成一体，其整体在两个大型向心推力轴承上绕机架转动。轮毂给轮胎提供了安装表面。 2、异常噪音源的诊断：通过现场分析与判断，产生异常噪音的关键是由组成轮边齿轮减速机构的8个相互啮合的齿轮的不正常啮合而引起。二、太阳轮、大行星轮的齿根干涉计算1.太阳轮 齿顶处齿形曲率半径：max1 max1 = = = 97.50 = 48.75 啮合起点曲率半径：min1 min1 = Asin20 -max2 = 364.5sin20-116.42 = 8.25 啮合起点圆直径（渐开线起始圆直径）：dc dc = = = = = 127.93 齿根过渡曲线起始圆直径：df df = = = = 127即df dc。 结论：齿根过渡曲线起始圆直径小于啮合起始圆直径，所以在齿根处与相啮合的齿轮齿顶不会发生齿根干涉。2.大行星轮 齿顶处齿形曲率半径：max max = = = 232.8478636 = 116.42 啮合起点曲率半径：min min = Asin-max = 364.5sin20-48.75 = 124.66-48.75 = 75.92 啮合起点圆直径（渐开线起始圆直径）：dc dc = = = 578.46 齿根过渡曲线起始圆直径：df df = = = = 571.76结论：df Pb1，则后一对轮齿在未进入啮合区时就开始接触，从而产生动载荷。为此将大行星轮齿顶倒棱，大行星轮的虚线齿廓为齿顶倒棱后的齿廓。实线齿廓为未经齿顶倒棱齿廓。由图2可知，齿顶倒棱后的轮齿齿顶处的Pb2Pb1时，对齿顶倒棱的轮齿，在开始啮合阶段，相啮合的轮齿的法节差就小，啮合时产生的动载荷也就小，因此齿顶倒棱后必然会减小齿轮的噪音。对齿轮齿顶两侧进行齿顶倒棱，是降低齿轮啮合噪音的有效手段。2、齿顶倒棱的作用：可以减少齿轮啮入和啮出的冲击，提高啮合精度，提高啮合齿轮的工作平稳性。可以减小动载荷，也可减小干涉产生，消除和减小由于冲击产生的振动和噪音。保证大行星轮的齿顶高为标准值，不必将大行星轮齿顶圆车小，或将内齿圈齿顶圆车大，起到同样的作用。3、对大行星轮及内齿圈齿顶倒棱为了减小动载荷，分别对大行星轮顶圆、内齿圈顶圆进行齿顶倒棱，通过齿顶倒棱减小动载荷，达到减小冲击和降低噪音的目的。4、进行齿顶倒棱的条件： 因齿顶倒棱的结果，在直齿传动中，使重叠系数（）小于1.089，不得进行齿顶倒棱。众所周知，重叠系数越大，动载荷越小，啮合噪音越低，强度也越高，传动越平稳。 对于外接圆柱齿轮，圆周速度的要求见下表，满足要求时，进行齿顶倒棱。项目齿轮精度等级（平稳性）678圆周速度（m/sec）直齿圆柱齿轮10645、根据上述条件，对齿顶倒棱的计算 重叠系数计算 大行星轮和太阳轮外啮合的重叠系数计算：= re1、re2 太阳轮、大行星轮齿顶圆半径ro1、ro2 太阳轮、大行星轮基圆半径A 中心距 啮合角f 分度圆压力角模数齿顶倒棱前：1.531.201.089齿顶倒棱后：1.401.201.089 内齿圈和小行星轮内啮合的重叠系数计算：= 齿顶倒棱前：= 1.74 1.201.089齿顶倒棱后：= 1.57 1.201.089 线速度计算 v= m/secd 分度圆直径n 转速通过计算，7级精度v 6m/sec，8级精度v 4m/sec。结论：符合上述两个条件，因此大行星轮和内齿圈齿顶圆均可齿顶倒棱。6、齿顶倒棱值的确定对于高速齿轮传动和表面经硬化的齿轮，为了降低齿轮啮合噪音和避免磕碰及毛刺等缺陷，齿顶两侧要求齿顶倒棱。齿顶倒棱值过大，会降低齿轮的重叠系数；倒棱值过小又起不到倒棱的作用。齿顶倒棱的大小与齿轮的模数有关，齿顶倒棱值与齿轮外径公差和磨齿余量有关，图纸要求的齿顶倒棱值是指成品尺寸。加工中应增大齿顶倒棱量，留足够的余量加工，以保证精加工后的齿顶倒棱符合成品尺寸的要求。图4 齿顶倒棱示意图根据笔者多年从事齿轮制造的经验推荐=（0.080.12）m，模数小时取大值，反之取小值。另外齿顶倒棱的齿形角可以按+（1525）选取。如=20则取20 + 25=45为宜。- 分度圆的压力角。见图4所示。大行星轮齿顶倒棱值为0.845；内齿圈齿顶倒棱值为0.945。（二）对参与啮合的齿轮全部进行齿廓倒棱齿廓倒棱，见图4所示。齿廓倒棱是沿齿轮端面的倒角，是防止由于小的磕碰造成齿面凸起而产生噪音和损伤啮合齿面的一项重要的有效措施。齿廓倒棱之后对齿面的检查。对齿廓倒棱后残留在齿向方向齿面的毛刺、飞边以及磕碰产生的毛刺，务必沿齿向方向将其通过人工修磨，予以消除，对此要引起足够的重视。（三）加大齿轮加工转序中的工艺管理和防护，杜绝齿面间互相磕碰损伤，一旦出现磕碰引起的凸起、毛刺，务必通过人工修磨，予以消除。（四）提高齿轮的制造精度，重点控制大行星轮及内齿圈的齿距误差；提高齿面的表面粗糙度。（五）控制齿轮用钢的内在质量，提高热处理技术水平，减小热处理的变形量。参考资料1