一、齒輪傳動系統(tǒng)的振動與噪聲
        產(chǎn)生齒輪噪聲的原因,除齒輪本身的原因之外,還有軸系的彎曲與扭轉(zhuǎn),以及軸承、軸承座及齒輪箱等問題,要全方面綜合考慮。
        (一)齒輪本身的影響:齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、螺旋角、齒寬、嚙合系數(shù)、及加工狀況等基本設計參數(shù),均對振動與噪聲有影響,應全面考慮。對與動力傳動的齒輪,齒根彎曲變形是影響振動與噪聲的主要因素,應選大模數(shù);對于承載不大的齒輪,只要強度允許,應盡可能選較小模數(shù)。齒輪外徑加大,側(cè)面噪聲輻射面加大,為減小輻射面積,應盡量選較小直徑,并采用輪輻鉆孔等方法。為減輕振動,應計算固有頻率,以避開共振。噪聲隨齒寬增加而減小,但齒輪的齒寬增加會引起接觸不良,故可將齒寬限制在一定范圍內(nèi),只增加輪體寬度。只要表面光潔度好,隨著螺旋角的增加,振動與噪聲均減小。但應注意,加工精度不得降低(這種零件的加工也是相當不易的)。增加重合系數(shù),動載變化減小。系數(shù)=2時,由于振動產(chǎn)生的加工表面振紋極小,而當系數(shù)=3時,振紋可消失。但如果采取減小壓力角的辦法增加重合系數(shù),則少量的齒形或齒距誤差將引起干擾而產(chǎn)生更加強烈的振動,此時應綜合考慮壓力角、齒厚、齒高和加工條件等因素的影響。齒輪加工精度中齒形誤差、齒向誤差、周節(jié)誤差對振動與噪聲均影響很大,周節(jié)誤差可引起嚙合沖擊,產(chǎn)生嚴重雜音;齒向誤差將引起邊緣磨損,產(chǎn)生刺耳的哨聲等。以上所述為設計原因,對于故障分析來說,必須掌握這些內(nèi)容,以便發(fā)現(xiàn)故障的真正原因,設法排除。
        (二)軸系其它元件所引起的振動與噪聲:除齒輪軸外,齒輪總是通過鍵、銷、螺釘?shù)劝惭b在軸上的,如果軸的剛度不高,即使齒輪本身再好,也將因軸的彎曲、撓動、扭轉(zhuǎn)而增加振動與噪聲。按設計要求,將軸長與軸徑比控制在5:1,使齒輪(尤其是重載齒輪)裝在支承附近為宜。在此前提下,對軸系零件的外圓及內(nèi)孔的圓度、圓柱度及光潔度均應有相應的要求,多軸頸的同軸度應控制在允許范圍內(nèi)。軸承是影響軸系精度、振動與噪聲的重要元件,滾動軸承本身就是一個振動源。就軸承本身而言,內(nèi)外滾道特別是滾動體的圓度是影響噪聲的最重要因素。為此,軸承與殼體及軸的配合不能過緊,配合部位的圓度應控制在尺寸公差之半。高速回轉(zhuǎn)的軸系件必須經(jīng)過平衡。
        (三)箱體質(zhì)量及裝配質(zhì)量對噪聲的影響:箱體上箱壁與其罩、蓋是機床振動部分與空氣接觸面積最大的振動體,是噪聲的主要輻射體,它們的振動越大,噪聲也越大。箱體剛性好,振動速度低,傳聲就小。為此可采用箱壁加厚,及相適應的箱內(nèi)筋條、肋板布置,提高其固有頻率;或改用阻尼較大的材料,以降低振動。箱體因磨損、變形或其它原因,將引起軸系孔與基準面的各種誤差。這是引起振動不容忽視的原因,必要時應考慮基準件的整形。提高齒輪的安裝精度是降低噪聲的主要措施,眾所周知,嚙合的齒輪接觸不良時,振動與噪聲均將很大。故裝配前應檢查齒輪的接觸精度,這是原始性尋找振動與噪聲產(chǎn)生原因的有效辦法。影響機床齒輪安裝精度的主要原因是齒形誤差與齒向誤差、齒面?zhèn)?、箱體孔的加工誤差及變形、軸系剛度及精度等。
        四)其它因素的影響:選用粘度大的潤滑油,對降低噪聲有利,且可減少齒面劃傷及磨損;飛濺式潤滑會增加液體擾動噪聲。從嚙合處開始給油,潤滑效果好;從脫開嚙合處開始給油,冷卻效果好。齒輪材料可采用高分子材料及粉末冶金材料代替鋼材,以增加阻尼及吸振作用。在齒輪上安裝適當?shù)臏p振器或采取隔振措施,以消除、降低振動與噪聲的傳遞,或?qū)X輪進行珩磨。據(jù)試驗結(jié)論,齒輪經(jīng)珩磨后,噪聲可降低50%。
        二、流體噪聲
        流體以一定的壓力和速度流經(jīng)縫隙時,造成能量損失,這部分能量以振動與噪聲的形式消耗掉。因此,機床的液壓、氣動裝置中,一般都存在噪聲問題,可針對不同情況,采取減低速度、減小壓力降、分散壓力降、改變噪聲峰值頻率等措施。
        (一)發(fā)生于油泵中心線以下的噪聲:呈連續(xù)不斷的嗡嗡聲,有時伴隨其它雜音,產(chǎn)生原因主要是油泵吸空,可能是以下幾方面:1)液壓泵進油管路漏氣;2)吸油管過細、過長;3)吸油管浸入油面過低,一般應浸入油高2?3;4)吸油高度過高,一般應小于500毫米;5)濾油器堵塞或通流面積太小;6)油箱中油液不足;7)油箱不透氣;8)油液粘度太大。
        (二)發(fā)生于油泵附近的噪聲:油泵均有流量和壓力波動,分析時應從油泵的結(jié)構(gòu)和原理下手,主要有以下幾方面:1)油泵精度低,徑向和軸向間隙因磨損過大,輸油量不足;2)困油未消除,如修理時將困油槽修小;3)油泵吸油部分有損壞。
        (三)發(fā)生于操縱、控制閥附近的噪聲:主要是由閥的故障引起:1)閥的阻尼小孔堵塞;2)調(diào)壓彈簧變形、卡死、損壞;3)閥座損壞,密封不夠。