朱賢波

（ 銳奇控股股份有限公司，上?！?01612 ）

斜切鋸傘齒輪噪音分析及改善方案

朱賢波

（ 銳奇控股股份有限公司，上海201612 ）

基于三級齒輪傳動結(jié)構(gòu)在斜切鋸裝配、制造過程中產(chǎn)生的傘齒輪噪音問題，從齒輪側(cè)隙、齒輪安裝、重要支撐部件等方面分析噪音來源，提出相應(yīng)的改善措施。

傘齒輪；齒輪噪音；三級齒輪傳動；斜切鋸

0　引言

斜切鋸是依靠旋轉(zhuǎn)的開齒鋸片（鋸片直徑≤350mm）鋸割諸如鋁等有色金屬、木材或類似復(fù)合材料的可移式電動工具，其切割能力大，切割精度高，在建筑裝飾等領(lǐng)域的日常作業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合在工具制造企業(yè)實(shí)際工作中遇到的相關(guān)案例，分析斜切鋸三級齒輪傳動結(jié)構(gòu)產(chǎn)生噪音的多種因素，提出相應(yīng)解決和改善方案。

1　概述

針對某些相對復(fù)雜的電動工具產(chǎn)品，如雙斜斜切鋸中三級齒輪結(jié)構(gòu)較為常見。三級齒輪結(jié)構(gòu)受設(shè)計(jì)精度要求、零件加工難度、零部件過程管控以及裝配工藝等眾多因素的影響，在生產(chǎn)和裝配過程中較易產(chǎn)生傘齒輪噪音不良現(xiàn)象。

2　結(jié)構(gòu)特征

圖1所示為在斜切鋸上使用的三級齒輪結(jié)構(gòu)。在斜切鋸上使用三對齒輪結(jié)構(gòu)，特別是螺旋傘齒，可有效提升切割能力，增加功能，如可以實(shí)現(xiàn)三維左右傾斜切割等。

圖1　常見斜切鋸三級齒輪結(jié)構(gòu)示意

3　原因分析

3.1 齒輪側(cè)隙

無論從理論還是從經(jīng)驗(yàn)上來分析，齒輪側(cè)隙的大小都可能與齒輪噪音有直接的因果關(guān)系，理論齒隙與實(shí)際加工能力有效結(jié)合是工具制造企業(yè)共同面臨的問題。

選擇15臺噪音較大的工具進(jìn)行電機(jī)齒輪和大傘齒的對比嚙合試驗(yàn)。其中，5臺工具齒隙較大，編號為A1～A5；5臺工具齒隙較小，編號為B1～B5；5臺工具齒隙適中，編號為C1～C5。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1　齒輪噪音與齒隙關(guān)系調(diào)查

由表1可見：齒輪側(cè)隙是直接影響齒輪噪音的重要因素之一。通過放大樣本數(shù)進(jìn)行深度調(diào)查發(fā)現(xiàn)，電機(jī)齒輪和大傘齒輪的齒隙控制在0.15mm～0.30mm是較為合理的，排除其他原因基本可杜絕齒輪噪音不良。

改善方案：

1）調(diào)整電機(jī)齒輪和大傘齒輪之間的齒隙要求為0.15mm～0.25mm。

2）要求齒輪加工部門根據(jù)嚙合的方式對齒輪品質(zhì)進(jìn)行有效管控。

3.2 齒輪安裝

齒隙的大小直接影響到齒輪噪音，除齒輪本身精度外，齒輪安裝的尺寸精度尤為重要。圖2所示為影響齒輪安裝的關(guān)鍵尺寸。

在充分考慮加工能力以及加工工藝的影響下，所列尺寸的公差范圍應(yīng)盡可能收窄。實(shí)際調(diào)整后的公差范圍見表2。

圖2　影響齒輪安裝的關(guān)鍵尺寸

表2　關(guān)鍵尺寸調(diào)整后的公差范圍

改善方案：

1）設(shè)定合適的公差，充分調(diào)查設(shè)備的工序能力，設(shè)備工序能力不足時購入新設(shè)備。

2）所列尺寸作為重要尺寸納入日常管理，定期分析Cpk。

3.3 重要支撐部件

在不良調(diào)查的過程中，發(fā)現(xiàn)影響上述尺寸精度的原因頗多，其中斜切鋸自身結(jié)構(gòu)決定的齒輪箱蓋壁薄、形狀復(fù)雜、加工尺寸多且精度要求高等原因，時常造成各種各樣的不良現(xiàn)象，進(jìn)而影響到齒輪噪音。齒輪箱蓋如圖3所示。

薄壁的齒輪箱蓋在鋁壓鑄和后道加工工序中更易變形，同時造成加工不良，不良品流轉(zhuǎn)至裝配線繼而容易產(chǎn)生齒輪噪音不良。因此，必須在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制。

改善方案：

1）在臺階的段差處增加圓弧角設(shè)計(jì)。

2）在三孔聯(lián)結(jié)之間盡可能大的增加加強(qiáng)筋布置。

3）增加對孔1和孔3位置公差的要求。

圖3　齒輪箱蓋

3.4 齒輪碰傷

齒輪碰傷，特別是有凸起面的碰傷，包括齒輪上的毛刺殘留都會在不同程度上引起齒輪音。該類碰傷大多發(fā)生在熱處理工序之前，對加工過程實(shí)施有效管理，是杜絕或減少此類不良現(xiàn)象產(chǎn)生的最佳方法，暫不贅述。

3.5 齒輪精度

齒輪加工精度也是直接影響齒輪噪音的因素，特別是多級齒輪傳動結(jié)構(gòu)影響更大，如第一級錐齒輪因受軸向力的影響，齒輪裝配距的改變將影響齒聲。二、三級過渡輪在工作中，齒廓的兩個面受力，因此加工精度特別重要，但目前加工設(shè)備的能力和加工藝已日漸成熟，并且檢測的手段也不斷完善，在不良調(diào)查的過程中較易通過互換法而得到解決。

4　結(jié)語

斜切鋸作為一種切割能力和切割精度較好的可移式電動工具，特別是在西方國家得到廣泛使用。三級齒輪傳動結(jié)構(gòu)在斜切鋸裝配過程中產(chǎn)生的傘齒輪噪音現(xiàn)象，較大程度影響工具的使用體驗(yàn)和產(chǎn)品的最終使用壽命。在電動工具制造企業(yè)品質(zhì)管理過程中，杜絕和減少此類不良情況勢在必行。

［1］GB 13960.13-2005可移式電動工具的安全 第二部分斜切割臺式組合鋸的專用要求［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

［2］朱孝錄.齒輪傳動設(shè)計(jì)手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

［3］丁惠麟，金榮芳.機(jī)械零件缺陷、失效分析與實(shí)例［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

Analysis and Countermeasures for Gear Noise Issue on Miter Saw of Triple Geared Drive

Zhu Xianbo
（KEN Holding Co.，LTD.， Shanghai 201612， China）

To analyze briefly the root-cause of gear noise issue generally we meet on miter saw with mechanism of triple geared drive in assembling line， to adopt corresponding countermeasure against the issues to reduce the defective rate of the gear noise issue.

Bevel gear； Gear noise； Triple geared drive； Miter Saw

TM05

A

1674-2796（2016）04-0001-03

2016-04-10

朱賢波（1972—），男，大學(xué)本科，工程師，主要從事機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、無損探傷、熱處理分析等方向研究。