基于KISSsoft的齿轮箱减振降噪研究

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齿轮箱在机械传动中有着广泛的应用。由于齿轮在制造安装过程中存在着齿距、齿形等误差，-对齿轮啮合时，会由于啮合冲击而产生与齿轮啮合频率相对应的噪声，齿面之间也会由于相对滑动产生摩擦噪声。齿轮作为齿轮箱传动中的基础零件，降低齿轮传动中的振动和噪声对控制齿轮箱振动和噪声有着重要意义。本文主要研究齿轮螺旋角和端面模数对齿轮振动噪音的影响。

2齿轮振动噪音产生的机理2.1齿轮的脉动冲击- 对渐开线齿轮在传动过程中，各对齿轮的接触点所走的轨迹始终在啮合线上连续地依次运转，如图1所示：图 1-对啮合齿轮 图 2齿轮箱模型图中，轮 0，为主动齿轮，角速度为 ∞ ，顺时针回转；轮 0：为被动齿轮，角速度为 ∞ ，逆时针回转，两齿轮从 A点开始啮合。传动过程中，两齿廓的啮合点将沿着啮合线NN移动，当啮合进行到主动轮的齿顶圆与啮合线交点 c时，两轮齿即脱离接触。齿轮副在啮合过程中，相同的基圆展开角所对应的渐开线弧长是不相等的，由此产生齿面相对滑动，并且整个啮合线上齿廓间相对滑动速度的大蝎随啮合点位置不同而改变。在节圆切点 B的相对滑动方向开始改变，相对滑动的存在必将产生滑动摩擦力，摩擦力方向也随相对滑动速度方向的改变而改变。摩擦力的大小与方向的改变，导致节点上发生了力的脉动，齿轮的传递功率越大，转速越高，表面粗糙度越图3轴段 变形量 Components 。 ，/-cmmponet- - C∞ pom t - grbi .ryp1差，则节点脉动冲击也就越大，这种脉动冲击使齿轮传动产生振动与噪音。

2.2齿轮的啮合冲击齿轮在啮合过程中，会产生- 定程度的弹性变形。当-个轮齿啮合上时，原来啮合的轮齿的载荷就会相对减少，它们就会立即向着载荷位置恢复变形，从而给齿轮-个切向加速度，再加上原有啮合轮齿在受载下的弯曲变形，使新啮合的轮齿不能得到设计齿廓的平滑接触而发生碰撞，形成所谓啮合冲击力”。

3 KISSsoft齿轮箱建模研究在 KISSsys拈中，输人实物表 1轴上最大变形量螺旋角 (。) 最大变形量 (ram)8.0 0.O2O8759.5 0.02076911.O 0.02070212.5 0.O2063414.0 0.o2052814.1411 0.02051915.5 O.02040917.O 0.02029018.5 0.020192200 0.02O05221.5 0.0l997323.O O.O198ll24.5 0.01958l25.0 O.019564原始参数。齿轮材料使用 18CrNiMo7-6，轴材料使用 45钢，轴承为角接触球轴承。端面模数 rnn2.5mm，螺旋角 1314.1411。；z166，齿宽64mm，右旋；z233，齿宽 70mm，左旋〃立如图2所示齿轮箱模型。

对该齿轮箱进行动力学分析，可得到输出轴各段变形量曲线如图 3：欲进行齿轮箱的减振降噪研究，可通过减小图 3曲线最大变形量来实现。在工程实际允许的条件下，适当修改齿轮的相关参数，以实现齿轮箱的减振降噪。

3.1螺旋角对齿轮啮合的振动影响对于斜齿轮传动来说，螺旋角过小斜齿轮的优点不明显 ，过大则轴向力增大，-般取 138。-25。。这里以螺旋角为自变量，其他参数不变。分别取如下表所示的螺旋角值，利用KISSsys动力学分析得到输出轴变形量曲线，再将各曲线导入 AUTOCAD中，测出轴上最大变形量，统计如表 1：作出最大变形量-螺旋角曲线：圈图4轴上最大变形量-螺旋角 图 5齿面许用压力-螺旋角由以上曲线可知，在工程领域螺旋角允许的138。～25。内，随着螺旋角的增大，输出轴的最大变形量有明显的下降趋势。这说明，随着螺旋角的增大，齿轮传动振动减小，因此，由振动带来的噪音也随之减校该结论与齿轮传动平稳性随螺旋角增大而增大相吻合。

齿轮表面的磨损和工作温度在-定程度上也影响着齿轮传动的振动及噪音。统计齿轮表面(大齿轮)许用压力以及表面最大的接为缓慢，这同临海市的经济发展趋势、产业结构调整总趋势是相符合的。

3结束语Compertz模型既包含了解以前经验的成分，又包含了对当地过去若干年数据的理论分析和综合。实际应用表明，该模型对于预测城镇综合用水指标是可靠的，在城镇综合用水指标预测方面具有很好的应用前景。