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降低齒輪傳動噪聲的有效措施

2014-08-19    click: 2641

                                                                  降低齒輪傳動噪聲的有效措施
                      作者:中國航天科工集團8511研究所 金 雷
      關鍵詞:降低齒輪傳動噪聲有效措施
      隨著機械工業現代化的飛速發展,在某些領域內對齒輪傳動的噪聲指標提出了越來越高的要求(如某種型號的三級行星減速器的噪聲指標是52dB),特別是在分貝值達到的情況下,還提出沒有雜音的問題。經過多年的努力和不懈地實踐,我們得出了一些有效降低齒輪傳動噪聲的措施。
      一.保證原材料的質量
      制造齒輪常用的材料是40Cr、20CrMnTi、40CrNi等合金鋼及45鋼。為了保證原材料的質量,我們采取定點購貨的方法,也就是選購像首鋼、寶鋼、邯鋼等鋼廠生產的優質鋼材,到廠后還須經過嚴格的化學成分檢驗、晶粒度測定和純潔度評定,其目的是便于及時調整熱處理工藝,控制熱處理變形,提高齒形加工的質量。
      二.預防熱處理變形
      齒坯在粗加工或精鍛后,須進行正火處理以消除內部殘余應力;正火或調質處理中,一定要保持爐膛溫度的均勻性,同時采用工位夾具,使工件均勻地加熱及冷卻;盡量采用氰化處理,它比滲碳淬火溫度低、變形小,且比氮化或滲碳價廉,用于氰化處理的設備,必須采用滴注式UNIC氣體滲碳氮化爐;部分高頻淬火及氰化處理的齒輪件也可改用軟氮化工藝,以獲得高的硬度值及較厚的白亮層。
      三.提高齒坯的加工精度
      1.提高齒輪孔的加工精度:齒輪孔的尺寸精度,須在孔的偏差值的中間差附近左右分布,一般定在±0.003~±0.005mm,如果超差而又在孔的設計要求范圍內,必須分別轉入切齒工序,以便采取措施;同時,孔的直線度必須控制在0.003mm之內;
      2.控制齒坯端面跳動及徑向跳動:齒坯的端面跳動是直接影響齒向公差的項目,在加工齒坯兩端面時,一定要保證平行度在0.01mm以內,然后在工裝上精鏜孔,以確??錐遠嗣嫻奶?;在切齒時,一定要用靠表100%校圓,以確保齒圈徑向跳動公差。
      四.切齒加工中的措施
      1.齒輪刀具:①對外購的齒輪刀具,全部進行檢驗,必須達到AA級要求,達不到要求的齒輪刀具,須全部進行精鏟磨;②齒輪刀具全部采用鍍鈦處理,提高刀具耐用度,改善刀具齒頂部分的磨損,防止齒輪根部圓弧過大;③m=0.3~0.8的齒輪采用頂切滾刀;m=1~2的齒輪采用齒頂修圓滾刀,修圓量R=0.1m~0.15m;④改善齒輪傳動時的齒頂干涉,在不影響齒輪強度的情況下,提高齒頂高系數,加大(0.05~0.1)m;改善刀具齒頂耐用度,避免齒輪傳動時齒根干涉。
      2.切齒加工過程:①切齒設備由機動處每年進行一次精度檢查,達不到要求的必須檢修,特別是機床主軸的徑向間隙須控制在0.01mm以下,刀軸徑跳0.005mm以下,刀軸竄動0.008mm以下,刀具徑跳控制在0.003mm以下,端跳0.004mm以下;②切齒工裝的心軸外徑與工件孔的間隙須保證在0.001~0.004mm以內;心軸上的螺紋須在兩頂尖定位下,由螺紋磨床磨削加工,要保證垂直度≤0.003mm,徑跳≤0.005mm;工裝并緊螺母必須保證內螺紋與基準面一次裝夾車成,墊圈的平行度也要≤0.003mm;③加工好的齒輪件必須經過專職檢驗員的測評,檢驗項目為Fw、Fr、Fi″、fi″、Fβ、Ff。
      五.熱處理后的加工
      1.對于軟氮化及齒部高頻淬火的齒輪孔,采用熱處理前放量法、熱處理后再進行研孔的方法,以保證加工精度和降低生產成本;
      2.對于氰化處理的齒輪孔,全部采用分度圓定位、阿基米德螺旋線鎖緊的磨孔工藝。
      六.堅持文明生產
      根據資料顯示,齒輪傳動噪聲有30%以上的原因來自毛刺和磕碰。為了解決這一問題,我們采取了以下幾點措施:齒輪件加工后全部采用工位夾具轉運;齒輪軸類零件滾齒后,立即套上塑料管轉入下道工序,并帶塑料套管發貨;氰化處理后的齒輪件須經過液體噴砂處理,并同時進行珩磨工藝,以去除毛刺,并提高齒面的表面粗糙度及加工精度。
      由于采取了有效的措施,單位所生產的軍用、民用減速箱在每次交檢時,齒輪傳動噪聲指標都全部達標,得到了用戶方的普遍好評。經過多年來的批量生產實踐已經證明,這些措施是可取的,效果是明顯的。
     
      參考文獻
      1.朱孝錄主編.《齒輪傳動設計手冊》.化學工業出版社.2010.4.
      2.張幫棟、武文輝主編.《齒輪制造工藝手冊》.機械工業出版社.2010.4.
      3.張寶珠主編.《齒輪加工速查手冊》.機械工業出版社.2009.12.

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