劉劍輝　謝琴琴

摘 要：針對(duì)一種直線驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品的齒輪噪聲過(guò)高，分析產(chǎn)生此現(xiàn)象的因素，通過(guò)改善產(chǎn)品相應(yīng)零部件的結(jié)構(gòu)特性，使噪聲源失去了原先的強(qiáng)度和頻率，滿足客戶舒心使用的效果。

關(guān)鍵詞：直線驅(qū)動(dòng)器；嚙合；螺桿；螺母

1 概述

有一種電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品，動(dòng)力源是12V的直流有刷電機(jī)，經(jīng)過(guò)三級(jí)齒輪減速增力后，三級(jí)大齒帶動(dòng)四頭螺桿作同軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，螺桿再帶動(dòng)四頭螺母在滑座腔中作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，螺母上連著的推桿通過(guò)給負(fù)載作用力來(lái)實(shí)現(xiàn)自身的功能。其中一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)齒輪齒數(shù)分別為9/31、13/37、11/46，則齒輪總體減速比為（31x37x46）÷（9x13x11）=41，四頭螺桿選用Tr12x12（P3），直流電機(jī)空載轉(zhuǎn)速為6000±100r/min。產(chǎn)品整體的傳動(dòng)路線如圖1所示，圖中隱去了一些相關(guān)的配件，只保留下傳動(dòng)部分的骨架。

2 產(chǎn)生噪聲過(guò)高的主要因素

本產(chǎn)品除齒輪嚙合噪聲比較大外，其余各方面性能都能滿足客戶的需要。為了改善齒輪嚙合時(shí)發(fā)出的噪音，首先必須找到產(chǎn)生它的主要原因。

2.1 齒輪用材的缺陷

第一級(jí)齒輪為斜齒，小齒壓在滾花的電機(jī)軸上。一級(jí)大齒和二級(jí)小齒組成一體結(jié)構(gòu)，名為“雙聯(lián)一”，同樣二級(jí)大齒和三級(jí)小齒也是一體式，叫“雙聯(lián)二”。這里所有齒輪用的材料為鐵基粉末冶金，它的特點(diǎn)是加工簡(jiǎn)易方便、成本低廉，但齒形和斜齒的斜度難以保證，齒輪嚙合時(shí)產(chǎn)生了使人難受的噪音。

2.2 電機(jī)轉(zhuǎn)速高是產(chǎn)品噪聲的主要來(lái)源

對(duì)于三級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)，第一級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)才是真正的噪聲源。所以只要大幅度地降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且給第一級(jí)齒輪選用合適的材料，直線驅(qū)動(dòng)器的噪音問(wèn)題就解決大半了。

2.3 合理地選用齒輪用潤(rùn)滑油脂

齒輪油脂的選擇要考慮到產(chǎn)品負(fù)荷的輕重、產(chǎn)品所處環(huán)境溫度范圍等條件?，F(xiàn)在齒輪間用的牌號(hào)為T(mén)AC-2的油脂，對(duì)齒輪聲音的吸收作用效果不明顯。

2.4 齒輪軸向間隙需控制，以防止嚙合錯(cuò)位

雙聯(lián)一、雙聯(lián)二齒輪組通過(guò)兩根中心軸與上下齒輪箱蓋相連，雙聯(lián)齒輪組兩端面和齒輪箱蓋間須留有一定的間隙。如間隙太小了，齒輪組容易卡死，間隙大的話齒輪間又會(huì)竄動(dòng)錯(cuò)位。

3 優(yōu)化原有產(chǎn)品噪聲性能的一些辦法

針對(duì)原來(lái)產(chǎn)品存在引起噪音的一些弊端，改善提升的方法有許多種。這里為了改善齒輪嚙合時(shí)發(fā)出的噪音，首先必須找到產(chǎn)生它的主要原因，然后對(duì)產(chǎn)品作如下一些改進(jìn)。

3.1 改變第一級(jí)齒輪的材料

由于第一級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)速最高，嚙合時(shí)發(fā)出的聲音最大，相對(duì)它第二級(jí)和第三級(jí)嚙合的聲音可以忽略不計(jì)。所以把第一級(jí)小齒用聚甲醛塑料材料代替，用塑料棒把齒形滾出來(lái)。一級(jí)大齒改用黃銅材料代替，用一級(jí)小齒同一把滾刀、相同的斜角滾出來(lái)，避免了斜角和齒形的偏差。二級(jí)小齒采用不銹鐵滾齒加工出來(lái)再與一級(jí)大齒緊配壓入而成雙聯(lián)一組件，如圖2中示意。

3.2 控制好各中心距的偏差

各級(jí)中心距的偏差對(duì)齒輪嚙合的松緊程度影響極大，進(jìn)而關(guān)系到產(chǎn)品噪聲的強(qiáng)弱。所以按圖3所示，嚴(yán)格控制齒輪箱蓋中各坐標(biāo)點(diǎn)的尺寸，保證公差偏差在±0.02范圍內(nèi)。

3.3 改換原先的齒輪油脂

用進(jìn)口的T-12油脂代換國(guó)產(chǎn)的TAC-2脂，它具有良好的耐高低溫特性，而且它的潤(rùn)滑作用顯著。

3.4 增加小墊圈零件

在雙聯(lián)一和雙聯(lián)二的上下端面間墊上光滑耐磨的石墨尼龍小墊圈，厚度δ=0.3mm，如圖1中所示。目的是為了調(diào)整齒輪軸向間隙，防止它軸向竄動(dòng)而產(chǎn)生的聲音。

3.5 降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速

把電機(jī)的轉(zhuǎn)速由原來(lái)的6000±100r/min降低到3000±100r/min，產(chǎn)品的聲音立即小了下來(lái)。但推桿的直線速度也減少了一半，這不能滿足客戶的使用要求，必須通過(guò)改變多頭螺桿螺母的設(shè)計(jì)來(lái)保持原特性不變。螺桿由四頭轉(zhuǎn)換為六頭，即Tr12x12（P3）轉(zhuǎn)變到T r12x24（P4），螺母也作相應(yīng)轉(zhuǎn)變，具體計(jì)算過(guò)程如表1示。

表1 螺桿螺母的計(jì)算比較

4 結(jié)束語(yǔ)

文章敘述了改善產(chǎn)品齒輪噪音的一些方法，確實(shí)是在生產(chǎn)實(shí)踐中取得了明顯的收效，大大提升了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)：齒輪傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007（3）.

[2]李偉.螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)心得[J].北京：科技資訊，2012（13）.

[3]張建旭.動(dòng)力傳動(dòng)型塑料齒輪的基本設(shè)計(jì)[J].北京：汽車(chē)齒輪，2010（11）.endprint

摘 要：針對(duì)一種直線驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品的齒輪噪聲過(guò)高，分析產(chǎn)生此現(xiàn)象的因素，通過(guò)改善產(chǎn)品相應(yīng)零部件的結(jié)構(gòu)特性，使噪聲源失去了原先的強(qiáng)度和頻率，滿足客戶舒心使用的效果。

關(guān)鍵詞：直線驅(qū)動(dòng)器；嚙合；螺桿；螺母

1 概述

有一種電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品，動(dòng)力源是12V的直流有刷電機(jī)，經(jīng)過(guò)三級(jí)齒輪減速增力后，三級(jí)大齒帶動(dòng)四頭螺桿作同軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，螺桿再帶動(dòng)四頭螺母在滑座腔中作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，螺母上連著的推桿通過(guò)給負(fù)載作用力來(lái)實(shí)現(xiàn)自身的功能。其中一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)齒輪齒數(shù)分別為9/31、13/37、11/46，則齒輪總體減速比為（31x37x46）÷（9x13x11）=41，四頭螺桿選用Tr12x12（P3），直流電機(jī)空載轉(zhuǎn)速為6000±100r/min。產(chǎn)品整體的傳動(dòng)路線如圖1所示，圖中隱去了一些相關(guān)的配件，只保留下傳動(dòng)部分的骨架。

2 產(chǎn)生噪聲過(guò)高的主要因素

本產(chǎn)品除齒輪嚙合噪聲比較大外，其余各方面性能都能滿足客戶的需要。為了改善齒輪嚙合時(shí)發(fā)出的噪音，首先必須找到產(chǎn)生它的主要原因。

2.1 齒輪用材的缺陷

第一級(jí)齒輪為斜齒，小齒壓在滾花的電機(jī)軸上。一級(jí)大齒和二級(jí)小齒組成一體結(jié)構(gòu)，名為“雙聯(lián)一”，同樣二級(jí)大齒和三級(jí)小齒也是一體式，叫“雙聯(lián)二”。這里所有齒輪用的材料為鐵基粉末冶金，它的特點(diǎn)是加工簡(jiǎn)易方便、成本低廉，但齒形和斜齒的斜度難以保證，齒輪嚙合時(shí)產(chǎn)生了使人難受的噪音。

2.2 電機(jī)轉(zhuǎn)速高是產(chǎn)品噪聲的主要來(lái)源

對(duì)于三級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)，第一級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)才是真正的噪聲源。所以只要大幅度地降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且給第一級(jí)齒輪選用合適的材料，直線驅(qū)動(dòng)器的噪音問(wèn)題就解決大半了。

2.3 合理地選用齒輪用潤(rùn)滑油脂

齒輪油脂的選擇要考慮到產(chǎn)品負(fù)荷的輕重、產(chǎn)品所處環(huán)境溫度范圍等條件?，F(xiàn)在齒輪間用的牌號(hào)為T(mén)AC-2的油脂，對(duì)齒輪聲音的吸收作用效果不明顯。

2.4 齒輪軸向間隙需控制，以防止嚙合錯(cuò)位

雙聯(lián)一、雙聯(lián)二齒輪組通過(guò)兩根中心軸與上下齒輪箱蓋相連，雙聯(lián)齒輪組兩端面和齒輪箱蓋間須留有一定的間隙。如間隙太小了，齒輪組容易卡死，間隙大的話齒輪間又會(huì)竄動(dòng)錯(cuò)位。

3 優(yōu)化原有產(chǎn)品噪聲性能的一些辦法

針對(duì)原來(lái)產(chǎn)品存在引起噪音的一些弊端，改善提升的方法有許多種。這里為了改善齒輪嚙合時(shí)發(fā)出的噪音，首先必須找到產(chǎn)生它的主要原因，然后對(duì)產(chǎn)品作如下一些改進(jìn)。

3.1 改變第一級(jí)齒輪的材料

由于第一級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)速最高，嚙合時(shí)發(fā)出的聲音最大，相對(duì)它第二級(jí)和第三級(jí)嚙合的聲音可以忽略不計(jì)。所以把第一級(jí)小齒用聚甲醛塑料材料代替，用塑料棒把齒形滾出來(lái)。一級(jí)大齒改用黃銅材料代替，用一級(jí)小齒同一把滾刀、相同的斜角滾出來(lái)，避免了斜角和齒形的偏差。二級(jí)小齒采用不銹鐵滾齒加工出來(lái)再與一級(jí)大齒緊配壓入而成雙聯(lián)一組件，如圖2中示意。

3.2 控制好各中心距的偏差

各級(jí)中心距的偏差對(duì)齒輪嚙合的松緊程度影響極大，進(jìn)而關(guān)系到產(chǎn)品噪聲的強(qiáng)弱。所以按圖3所示，嚴(yán)格控制齒輪箱蓋中各坐標(biāo)點(diǎn)的尺寸，保證公差偏差在±0.02范圍內(nèi)。

3.3 改換原先的齒輪油脂

用進(jìn)口的T-12油脂代換國(guó)產(chǎn)的TAC-2脂，它具有良好的耐高低溫特性，而且它的潤(rùn)滑作用顯著。

3.4 增加小墊圈零件

在雙聯(lián)一和雙聯(lián)二的上下端面間墊上光滑耐磨的石墨尼龍小墊圈，厚度δ=0.3mm，如圖1中所示。目的是為了調(diào)整齒輪軸向間隙，防止它軸向竄動(dòng)而產(chǎn)生的聲音。

3.5 降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速

把電機(jī)的轉(zhuǎn)速由原來(lái)的6000±100r/min降低到3000±100r/min，產(chǎn)品的聲音立即小了下來(lái)。但推桿的直線速度也減少了一半，這不能滿足客戶的使用要求，必須通過(guò)改變多頭螺桿螺母的設(shè)計(jì)來(lái)保持原特性不變。螺桿由四頭轉(zhuǎn)換為六頭，即Tr12x12（P3）轉(zhuǎn)變到T r12x24（P4），螺母也作相應(yīng)轉(zhuǎn)變，具體計(jì)算過(guò)程如表1示。

表1 螺桿螺母的計(jì)算比較

4 結(jié)束語(yǔ)

文章敘述了改善產(chǎn)品齒輪噪音的一些方法，確實(shí)是在生產(chǎn)實(shí)踐中取得了明顯的收效，大大提升了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)：齒輪傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007（3）.

[2]李偉.螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)心得[J].北京：科技資訊，2012（13）.

[3]張建旭.動(dòng)力傳動(dòng)型塑料齒輪的基本設(shè)計(jì)[J].北京：汽車(chē)齒輪，2010（11）.endprint

摘 要：針對(duì)一種直線驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品的齒輪噪聲過(guò)高，分析產(chǎn)生此現(xiàn)象的因素，通過(guò)改善產(chǎn)品相應(yīng)零部件的結(jié)構(gòu)特性，使噪聲源失去了原先的強(qiáng)度和頻率，滿足客戶舒心使用的效果。

關(guān)鍵詞：直線驅(qū)動(dòng)器；嚙合；螺桿；螺母

1 概述

有一種電動(dòng)直線驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品，動(dòng)力源是12V的直流有刷電機(jī)，經(jīng)過(guò)三級(jí)齒輪減速增力后，三級(jí)大齒帶動(dòng)四頭螺桿作同軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，螺桿再帶動(dòng)四頭螺母在滑座腔中作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，螺母上連著的推桿通過(guò)給負(fù)載作用力來(lái)實(shí)現(xiàn)自身的功能。其中一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)齒輪齒數(shù)分別為9/31、13/37、11/46，則齒輪總體減速比為（31x37x46）÷（9x13x11）=41，四頭螺桿選用Tr12x12（P3），直流電機(jī)空載轉(zhuǎn)速為6000±100r/min。產(chǎn)品整體的傳動(dòng)路線如圖1所示，圖中隱去了一些相關(guān)的配件，只保留下傳動(dòng)部分的骨架。

2 產(chǎn)生噪聲過(guò)高的主要因素

本產(chǎn)品除齒輪嚙合噪聲比較大外，其余各方面性能都能滿足客戶的需要。為了改善齒輪嚙合時(shí)發(fā)出的噪音，首先必須找到產(chǎn)生它的主要原因。

2.1 齒輪用材的缺陷

第一級(jí)齒輪為斜齒，小齒壓在滾花的電機(jī)軸上。一級(jí)大齒和二級(jí)小齒組成一體結(jié)構(gòu)，名為“雙聯(lián)一”，同樣二級(jí)大齒和三級(jí)小齒也是一體式，叫“雙聯(lián)二”。這里所有齒輪用的材料為鐵基粉末冶金，它的特點(diǎn)是加工簡(jiǎn)易方便、成本低廉，但齒形和斜齒的斜度難以保證，齒輪嚙合時(shí)產(chǎn)生了使人難受的噪音。

2.2 電機(jī)轉(zhuǎn)速高是產(chǎn)品噪聲的主要來(lái)源

對(duì)于三級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)，第一級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)才是真正的噪聲源。所以只要大幅度地降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且給第一級(jí)齒輪選用合適的材料，直線驅(qū)動(dòng)器的噪音問(wèn)題就解決大半了。

2.3 合理地選用齒輪用潤(rùn)滑油脂

齒輪油脂的選擇要考慮到產(chǎn)品負(fù)荷的輕重、產(chǎn)品所處環(huán)境溫度范圍等條件?，F(xiàn)在齒輪間用的牌號(hào)為T(mén)AC-2的油脂，對(duì)齒輪聲音的吸收作用效果不明顯。

2.4 齒輪軸向間隙需控制，以防止嚙合錯(cuò)位

雙聯(lián)一、雙聯(lián)二齒輪組通過(guò)兩根中心軸與上下齒輪箱蓋相連，雙聯(lián)齒輪組兩端面和齒輪箱蓋間須留有一定的間隙。如間隙太小了，齒輪組容易卡死，間隙大的話齒輪間又會(huì)竄動(dòng)錯(cuò)位。

3 優(yōu)化原有產(chǎn)品噪聲性能的一些辦法

針對(duì)原來(lái)產(chǎn)品存在引起噪音的一些弊端，改善提升的方法有許多種。這里為了改善齒輪嚙合時(shí)發(fā)出的噪音，首先必須找到產(chǎn)生它的主要原因，然后對(duì)產(chǎn)品作如下一些改進(jìn)。

3.1 改變第一級(jí)齒輪的材料

由于第一級(jí)齒輪的轉(zhuǎn)速最高，嚙合時(shí)發(fā)出的聲音最大，相對(duì)它第二級(jí)和第三級(jí)嚙合的聲音可以忽略不計(jì)。所以把第一級(jí)小齒用聚甲醛塑料材料代替，用塑料棒把齒形滾出來(lái)。一級(jí)大齒改用黃銅材料代替，用一級(jí)小齒同一把滾刀、相同的斜角滾出來(lái)，避免了斜角和齒形的偏差。二級(jí)小齒采用不銹鐵滾齒加工出來(lái)再與一級(jí)大齒緊配壓入而成雙聯(lián)一組件，如圖2中示意。

3.2 控制好各中心距的偏差

各級(jí)中心距的偏差對(duì)齒輪嚙合的松緊程度影響極大，進(jìn)而關(guān)系到產(chǎn)品噪聲的強(qiáng)弱。所以按圖3所示，嚴(yán)格控制齒輪箱蓋中各坐標(biāo)點(diǎn)的尺寸，保證公差偏差在±0.02范圍內(nèi)。

3.3 改換原先的齒輪油脂

用進(jìn)口的T-12油脂代換國(guó)產(chǎn)的TAC-2脂，它具有良好的耐高低溫特性，而且它的潤(rùn)滑作用顯著。

3.4 增加小墊圈零件

在雙聯(lián)一和雙聯(lián)二的上下端面間墊上光滑耐磨的石墨尼龍小墊圈，厚度δ=0.3mm，如圖1中所示。目的是為了調(diào)整齒輪軸向間隙，防止它軸向竄動(dòng)而產(chǎn)生的聲音。

3.5 降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速

把電機(jī)的轉(zhuǎn)速由原來(lái)的6000±100r/min降低到3000±100r/min，產(chǎn)品的聲音立即小了下來(lái)。但推桿的直線速度也減少了一半，這不能滿足客戶的使用要求，必須通過(guò)改變多頭螺桿螺母的設(shè)計(jì)來(lái)保持原特性不變。螺桿由四頭轉(zhuǎn)換為六頭，即Tr12x12（P3）轉(zhuǎn)變到T r12x24（P4），螺母也作相應(yīng)轉(zhuǎn)變，具體計(jì)算過(guò)程如表1示。

表1 螺桿螺母的計(jì)算比較

4 結(jié)束語(yǔ)

文章敘述了改善產(chǎn)品齒輪噪音的一些方法，確實(shí)是在生產(chǎn)實(shí)踐中取得了明顯的收效，大大提升了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)：齒輪傳動(dòng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007（3）.

[2]李偉.螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)心得[J].北京：科技資訊，2012（13）.

[3]張建旭.動(dòng)力傳動(dòng)型塑料齒輪的基本設(shè)計(jì)[J].北京：汽車(chē)齒輪，2010（11）.endprint