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降低齿轮传动噪声的有效措施

日期:2014年10月25日 11:49

随着机械工业现代化的飞速发展,在某些领域内对齿轮传动的噪声指标提出了越来越高的要求(如某种型号的三级行星减速器的噪声指标是52dB),特别是在分贝值达到的情况下,还提出没有杂音的问题。经过多年的努力和不懈地实践,我们得出了一些有效降低齿轮传动噪声的措施。

  一.保证原材料的质量

  制造齿轮常用的材料是40Cr、20CrMnTi、40CrNi等合金钢及45钢。为了保证原材料的质量,我们采取定点购货的方法,也就是选购像首钢、宝钢、邯钢等钢厂生产的优质钢材,到厂后还须经过严格的化学成分检验、晶粒度测定和纯洁度评定,其目的是便于及时调整热处理工艺,控制热处理变形,提高齿形加工的质量。

  二.预防热处理变形

  齿坯在粗加工或精锻后,须进行正火处理以消除内部残余应力;正火或调质处理中,一定要保持炉膛温度的均匀性,同时采用工位夹具,使工件均匀地加热及冷却;尽量采用氰化处理,它比渗碳淬火温度低、变形小,且比氮化或渗碳价廉,用于氰化处理的设备,必须采用滴注式UNIC气体渗碳氮化炉;部分高频淬火及氰化处理的齿轮件也可改用软氮化工艺,以获得高的硬度值及较厚的白亮层。

  三.提高齿坯的加工精度

  1.提高齿轮孔的加工精度:齿轮孔的尺寸精度,须在孔的偏差值的中间差附近左右分布,一般定在±0.003~±0.005mm,如果超差而又在孔的设计要求范围内,必须分别转入切齿工序,以便采取措施;同时,孔的直线度必须控制在0.003mm之内;

  2.控制齿坯端面跳动及径向跳动:齿坯的端面跳动是直接影响齿向公差的项目,在加工齿坯两端面时,一定要保证平行度在0.01mm以内,然后在工装上精镗孔,以确保孔对端面的跳动公差;在切齿时,一定要用靠表100%校圆,以确保齿圈径向跳动公差。

  四.切齿加工中的措施

  1.齿轮刀具:①对外购的齿轮刀具,全部进行检验,必须达到AA级要求,达不到要求的齿轮刀具,须全部进行精铲磨;②齿轮刀具全部采用镀钛处理,提高刀具耐用度,改善刀具齿顶部分的磨损,防止齿轮根部圆弧过大;③m=0.3~0.8的齿轮采用顶切滚刀;m=1~2的齿轮采用齿顶修圆滚刀,修圆量R=0.1m~0.15m;④改善齿轮传动时的齿顶干涉,在不影响齿轮强度的情况下,提高齿顶高系数,加大(0.05~0.1)m;改善刀具齿顶耐用度,避免齿轮传动时齿根干涉。

  2.切齿加工过程:①切齿设备由机动处每年进行一次精度检查,达不到要求的必须检修,特别是机床主轴的径向间隙须控制在0.01mm以下,刀轴径跳0.005mm以下,刀轴窜动0.008mm以下,刀具径跳控制在0.003mm以下,端跳0.004mm以下;②切齿工装的心轴外径与工件孔的间隙须保证在0.001~0.004mm以内;心轴上的螺纹须在两顶尖定位下,由螺纹磨床磨削加工,要保证垂直度≤0.003mm,径跳≤0.005mm;工装并紧螺母必须保证内螺纹与基准面一次装夹车成,垫圈的平行度也要≤0.003mm;③加工好的齿轮件必须经过专职检验员的测评,检验项目为Fw、Fr、Fi″、fi″、Fβ、Ff。

  五.热处理后的加工

  1.对于软氮化及齿部高频淬火的齿轮孔,采用热处理前放量法、热处理后再进行研孔的方法,以保证加工精度和降低生产成本;

  2.对于氰化处理的齿轮孔,全部采用分度圆定位、阿基米德螺旋线锁紧的磨孔工艺。

  六.坚持文明生产

  根据资料显示,齿轮传动噪声有30%以上的原因来自毛刺和磕碰。为了解决这一问题,我们采取了以下几点措施:齿轮件加工后全部采用工位夹具转运;齿轮轴类零件滚齿后,立即套上塑料管转入下道工序,并带塑料套管发货;氰化处理后的齿轮件须经过液体喷砂处理,并同时进行珩磨工艺,以去除毛刺,并提高齿面的表面粗糙度及加工精度。

  由于采取了有效的措施,单位所生产的军用、民用减速箱在每次交检时,齿轮传动噪声指标都全部达标,得到了用户方的普遍好评。经过多年来的批量生产实践已经证明,这些措施是可取的,效果是明显的。

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