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啤嶺機電設(shè)備（上海）有限公司
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  2. 軸承知識

降低主軸箱傳動系統(tǒng)噪聲的幾點措施

2013-12-06

方鑫泉
（安徽拖拉機廠）
　　噪聲不僅危害操作工人的身體健康，而且影響機床的加工精度、穩(wěn)定性及使用壽命，從而影響到產(chǎn)品質(zhì)量。
　　1　影響傳動系統(tǒng)噪聲的因素
　　影響組合機床主軸箱傳動系統(tǒng)噪聲的因素是多方面的，它不僅取決于齒輪的制造精度、裝配技術(shù)和管理水平，還取決于其它零部件和傳動系統(tǒng)設(shè)計的合理性。而后者是不可忽枧的重要因素。
　　（1）由于齒輪端面跳動誤差和徑向跳動誤差較大產(chǎn)生的齒形干涉，將影響齒輪的正常嚙合而導(dǎo)致噪聲明顯增大。 
　　（2）當(dāng)齒輪線速度高時，齒輪制造誤差對運動平穩(wěn)性的影響更加明顯，噪聲必然增大。
　　（3）主軸箱與動力頭的安裝誤差也會加大噪聲。
　　（4）齒輪處于升速傳動狀態(tài)會產(chǎn)生大的噪聲。
　　（5）軸孔中心距誤差影響輪齒的正常嚙合會引起較大的噪聲。
　　2　降低主軸箱齒輪傳動系統(tǒng)噪聲應(yīng)采取的措施
　　2.1 傳動系統(tǒng)設(shè)計
　　傳動系統(tǒng)設(shè)計是主軸箱特別是大型標(biāo)準(zhǔn)主軸箱設(shè)計中Z關(guān)鍵的一環(huán)，一般來說，同一個主軸箱的傳動系統(tǒng)可以設(shè)計出幾種方案，因此設(shè)計時必須對各種傳動方案進(jìn)行分析比較從中選出Z佳方案。傳動系統(tǒng)設(shè)計的是否合理將直接影響噪音的大小。
　　通常設(shè)計傳動系統(tǒng)的方法是把所有主軸分成盡可能少的若干組同心圓，然后在各組同心圓圓心處設(shè)置一根傳動軸來帶動各自一組 的主軸，接著再用盡可能少的傳動軸把各組傳動軸與動力部件驅(qū)動軸聯(lián)接起來。
　　設(shè)計時應(yīng)注意下列問題：
　　（1）在保證主軸的強度、剛度、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向要求的前提下力求使傳動軸和齒輪為Z小。盡量用一根傳動軸帶動多根主軸和傳動軸。 
　　（2）應(yīng)避免通過主軸帶動主軸。 
　　（3）Z佳傳動比為1-1.5。
　　（4）粗加工主軸上的齒輪應(yīng)盡量靠近前支承，其它軸上的齒輪應(yīng)盡量靠近各支承點，以減少軸的扭轉(zhuǎn)變形，從面降低噪聲。
　　（5）剛性鏜削主軸上的齒輪的分度圓直徑要盡可能大于被加工孔的直徑，減輕振動，提高傳動的平穩(wěn)性，從而減少噪聲。
　　（6）根據(jù)經(jīng)驗公式，齒輪噪聲與線速度的關(guān)系可由下式表示：
　　式中
　　ΔLp——噪聲聲壓級的衰減值
　　U1——原來的齒輪線速度
　　U2——降低后的齒輪線速度
　　按以上公式，傳動齒輪的線速度降低1/2，噪聲衰減6dBA或更多些，可以看出降低齒輪的線速度是控制齒輪傳動系統(tǒng)噪聲的Z有效措施。因此，要盡可能避免升速傳動，如果確實需要升速應(yīng)盡量放在傳動鏈的Z末一、二級。
　　（7）在滿足結(jié)構(gòu)強度要求的基礎(chǔ)上，減少每對齒輪副的齒數(shù)和，有利于降低噪聲。 
　　2.2 齒輪箱體設(shè)計
　　對于主軸箱體設(shè)計一般可參考文獻(xiàn)5號進(jìn)行，對于非標(biāo)主軸箱體設(shè)計應(yīng)考慮下列因素：
　　（1）提高主軸箱體的剛性，因為剛性越好振動就越小，從而噪聲越小。
　　（2）適當(dāng)加大壁厚能提高箱體的隔聲能力，有利于噪聲的衰減。
　　（3）對同軸孔的同軸度和平行軸孔的平行度等都應(yīng)提出嚴(yán)格的技術(shù)要求。
　　（4）良好的密封不僅可以防止?jié)櫥偷男孤铱梢苑乐孤曇舻耐鈧鳌?br /> 　　2.3 齒輪設(shè)計
　　齒輪是傳動系統(tǒng)中主要噪聲源，以固有頻率和嚙合頻率傳播噪聲。
　　提高齒輪的加工精度是降低齒輪噪聲的重要手段。齒輪的各項誤差以及表面粗糙度幾乎都對傳動噪聲有重要影響。設(shè)計中必須根據(jù)傳動系統(tǒng)的需要對齒輪精度提出嚴(yán)格要求。
　　2.4 軸系設(shè)計
　　軸的剛性與齒輪噪聲有很大關(guān)系，若軸系剛性不足將由于彎曲和扭轉(zhuǎn)振動使齒輪噪聲明顯增大，所以盡量不采甩懸臂結(jié)構(gòu)，且齒輪應(yīng)安裝在靠近軸承處。
　　2.5 潤滑方式
　　潤滑油具有阻尼作用。一定厚度的油膜可防止齒面直接接觸，使振動得到衰減。因此，良好的潤滑對降低噪聲是有利的，通常主軸箱采用稀油飛濺潤滑。
　　2.6 軸承選擇
　　在傳動系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)軸的轉(zhuǎn)速、受力情況及載荷性質(zhì)合理選用軸承的類型。 一般說來，經(jīng)過適當(dāng)預(yù)緊的圓錐滾子軸承不僅可以承受較大的徑向和軸向負(fù)荷，而且減振效果好，并可提高系統(tǒng)剛性。對降低噪聲有利。
　　5　結(jié)束語
　　以上認(rèn)識是本人多年在從事組合機床尤其是主軸箱的設(shè)計、制造和使用過程中的一點初步體會，采取這些措施來降低傳動系統(tǒng)的噪聲也是粗淺的，有些觀點可能不妥，歡迎指正。
　　參考文獻(xiàn) 
　　[1]機床噪聲試驗與分析.北京機床研究所.1981.
　　[2]周風(fēng)儀.降低銑削頭噪聲的試驗與低噪聲齒輪傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計.組合機床與自動化加工技術(shù)，1992（3）.
　　[3]大連組合機床研究編.組合機床設(shè)計.北京:機械工業(yè)出版社，1976.
來源：《組合機床與自動化加工技術(shù)》1993年10期