一、前言
        擺線針輪減速機是一種應(yīng)用行星傳動原理,采用擺線針較嚙合的減速機。它比一般齒輪減速器具有較多的優(yōu)點,因此,在國民經(jīng)濟各部門中得到廣泛應(yīng)用。
       噪聲是機電產(chǎn)品驗收標(biāo)準(zhǔn)中的重要指標(biāo)之一擺線針輪減速機是一個通用傳動部件,是一臺機械設(shè)備的重要組成部分和主要噪聲源之一,因此,制訂它的噪聲評價準(zhǔn)則將可促進產(chǎn)品質(zhì)量的提高,同時也為我國機電產(chǎn)品在國際市場上打開銷路創(chuàng)造條件。
       國際上普遍采用聲功率級作為評價值。國內(nèi)尚未進行過噪聲評價參量的研究,僅有行業(yè)規(guī)定的聲級評定值,且限于三個中等尺寸規(guī)格的產(chǎn)品。另外也未查到有關(guān)國外的資料。
        本研究依據(jù)《齒輪裝置噪聲聲功率級的$Jl定方法》國家標(biāo)準(zhǔn),重點探討了該產(chǎn)品的各參量與噪聲的關(guān)系,尋求合理的參量來評價噪聲,為制訂該產(chǎn)品的噪聲評價標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。
          
二、評價參量的分析
     1 從結(jié)構(gòu)設(shè)計方面分析各參量的關(guān)系表征擺線針輪減速機的參量很多,但從設(shè)計和使用角度來看,其基本參量可歸納為下列三類:
       l)尺寸參量:針齒中心圓、偏心距、齒
數(shù)等;
       2)運動參量:輸入轉(zhuǎn)速、傳動比等;
       3)動力參量:輸入功率、許用轉(zhuǎn)矩等。擺線針軟減速機是系列化產(chǎn)品,因此,在上述三類參量之間存在一定的相關(guān)性,如尺寸參童中的針齒中心圓砂與動力參量的輸入功率N有如下的相關(guān)關(guān)系:
                    
      其相關(guān)系數(shù)R=。.997,懷準(zhǔn)差T=1.63,可見,二者之間相關(guān)很密切。
     2   從噪聲輻射特性方面分析參量關(guān)系
          擺線針輪減速機的主要集聲源是擺線輪、物承、銷軸、銷套、以及風(fēng)扇皮置在針齒中心圓功22。毫米以上的產(chǎn)品上裝有冷卻風(fēng)扇)等。
        眾所周知,機件受到?jīng)_擊、摩擦、交變力作用時產(chǎn)生振動和噪聲.作為一個封閉式的擺線針軟減速機,聲源向外輻射噪聲的主要途徑如下:
                         
       據(jù)資料介紹,固體傳聲一般可達總噪聲能量的95腸,而空氣傳聲只占5腸,可見殼體本身是輻射噪聲的主要振源。另外,針齒是直接固定在針齒殼體上的,因此,由擺線輪與針齒嚙合而產(chǎn)生的噪聲,傳遞到殼體上途徑很短,即固體傳聲更強。
        若以聲波的能量表示,振動物體的表面輻射平均聲功率為:
                       
           式中p。一空氣密度;c一空氣中聲速:s一輻射表面積;u。一表百振動速度幅值。
        從式(2)知,耘射聲功率的大小,與表面振動速度幅值的平方和輻射表面積乘積成正比。由此可見,擺線針轉(zhuǎn)減速機輻射噪聲的聲功率與充體有關(guān)。殼體的表面積決定于針齒中心圓的直徑,而振動速度幅值則與殼體質(zhì)t、剛度、阻尼以及激振能量、頻率諸因素有關(guān).因此尺寸參量中的針齒中心圓較好地表征出減速機殼體輻射噪聲的特性。
        制造質(zhì)量寸減速機噪聲有很大影響,主要因素是擺線:_的齒形、節(jié)矩誤差、針齒的節(jié)矩、不平行等誤差引起振動而產(chǎn)生噪聲,其它如偏心套、拍銷、銷套、前、后蓋與針齒殼的止口配臺精度,軸承的質(zhì)量等均對噪聲有影啊.目前國內(nèi)各工廠生產(chǎn)的擺線輪均按了級精度制造,杯生產(chǎn)比它精度的擺線幾,因此,若有差別漢各廠生產(chǎn)技術(shù)水平不同而已.
         對一般齒搶裝置來講,速度、載符、傳動功率等參量均對噪聲有影響.圖1、圖2分別為轉(zhuǎn)速、載荷對噪聲的影響曲線,從圖中可看出,隨轉(zhuǎn)速、載荷的增大聲級隨之增大,因此,可得出下列一些數(shù)學(xué)關(guān)系:
                   
          即轉(zhuǎn)速或節(jié)圓線速度增加一倍,齒輪平均聲級增加6dB(A)。
        式中。.n。一齒輪轉(zhuǎn)速,刀一齒終節(jié)圓直徑;認(rèn)v。一齒撲節(jié)圓線速度.
           載荷與噪聲的關(guān)系:
          
          以上介紹的速度,載荷和傳動功率與噪聲的關(guān)系是針對齒輪傳動而言,但結(jié)合擺線針輪傳動來講,上述關(guān)系有很大出入,特別是速度關(guān)系表現(xiàn)得很待殊(詳情見現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)分析)。因此,若以擺線輪的線速度作為評價參量是不合適的。同理,由于傳動功率是速度與載荷的乘積,故傳動功率也不宜作為評價參量.
            
            
3、 現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)的分析
        測試了4個工廠59臺產(chǎn)品,其結(jié)構(gòu)型式均為雙軸型,其規(guī)格尺寸從針齒中心圓106到450毫米一七個規(guī)格,傳動比從9到87共11種。所測試的產(chǎn)品絕大部分是部優(yōu)和一等品,因此,噪聲較低。針齒中心圓價簇270的在我校半消聲室內(nèi)測試;必>270的則在天津減速機廠裝配車間測試.由于沒有專用試驗臺,故所有側(cè)試均在空載條件下進行的。為了提高測試精確性,減速機在加潤滑油空運轉(zhuǎn)半小時后進行測試.測試方法按《擊輪裝置噪聲聲功率級測定方法》國家標(biāo)準(zhǔn)進行`。
          從測試數(shù)據(jù)知,針齒中心圓從106增大到450毫米時,其聲功率級郵4.1增大到81.2dB(A),刁L,=17.ldB(A)。通過回歸分析,得到下列關(guān)系:
                       
         
                  式中價一針齒中心圓直徑(毫米).

        傳動比變化對噪聲的影響?？紤]到各廠的技術(shù)水平和管理水平的差異,避免數(shù)據(jù)分散,以天津減速機廠的功=270毫米的減速機為樣本進行分析,下面是回歸結(jié)果:
                          
                       
        從回歸結(jié)果可看出,傳動比與聲功率級不相關(guān),但標(biāo)準(zhǔn)差很好,僅為l,7以下.這不僅說明聲功率級與傳動比(從9“87)的變化保持水平關(guān)系,而且不存在擊輪傳動那樣的速度變化一倍,聲功率級平均變化6dB(A)的關(guān)系.測試中也發(fā)現(xiàn),如天津減速機廠的功~270毫米的減速機,傳動比從11增大到87,變化近8倍,聲功率級僅變化。.4dB(A)。產(chǎn)生邊種原因,可能是擺線針搶傳動康理和結(jié)構(gòu)特點所決定的,因為擺線針輪傳動從嚙合理論上講,應(yīng)二分之一的齒數(shù)參與嚙合,故傳動平穩(wěn),噪聲小.另外在傳動比小時,擺線輪節(jié)圓線速度小,針齒上無套,故嚙合時為滑動,這也是傳動比從小變化到大而噪聲變化不大的原因之一。
         
三、建議
       1、以針齒中心圓作為噪聲評價參量。擺線針輪傳動在原理上和結(jié)構(gòu)上有其特殊性,因此,在噪聲輻射能量上與齒輪裝置不同.針齒中心圓能比較正確和較全面地反映減速機輻射噪聲的特注,同時也與部領(lǐng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)各項質(zhì)量分級規(guī)定取得一致.
    2、噪聲評價以按A、B、C、D、E五個等級,級差以sdB(A)較為適宜.而質(zhì)量等級應(yīng)根據(jù)具體情況確定,如國內(nèi)銷售的產(chǎn)品可以C級為優(yōu)等品,D級為一等品,而國外銷售的產(chǎn)品則可提高到B級。評價和質(zhì)量分級分開,有利于促進國內(nèi)生產(chǎn)和國際貿(mào)易.