2014-08-19 click: 7317
降低齒輪傳動噪聲的有效措施
作者：中國航天科工集團8511研究所 金 雷
關鍵詞：降低齒輪傳動噪聲有效措施
隨著機械工業現代化的飛速發展，在某些領域內對齒輪傳動的噪聲指標提出了越來越高的要求（如某種型號的三級行星減速器的噪聲指標是52dB），特別是在分貝值達到的情況下，還提出沒有雜音的問題。經過多年的努力和不懈地實踐，我們得出了一些有效降低齒輪傳動噪聲的措施。
一．保證原材料的質量
制造齒輪常用的材料是40Cr、20CrMnTi、40CrNi等合金鋼及45鋼。為了保證原材料的質量，我們采取定點購貨的方法，也就是選購像首鋼、寶鋼、邯鋼等鋼廠生產的優質鋼材，到廠后還須經過嚴格的化學成分檢驗、晶粒度測定和純潔度評定，其目的是便于及時調整熱處理工藝，控制熱處理變形，提高齒形加工的質量。
二．預防熱處理變形
齒坯在粗加工或精鍛后，須進行正火處理以消除內部殘余應力；正火或調質處理中，一定要保持爐膛溫度的均勻性，同時采用工位夾具，使工件均勻地加熱及冷卻；盡量采用氰化處理，它比滲碳淬火溫度低、變形小，且比氮化或滲碳價廉，用于氰化處理的設備，必須采用滴注式UNIC氣體滲碳氮化爐；部分高頻淬火及氰化處理的齒輪件也可改用軟氮化工藝，以獲得高的硬度值及較厚的白亮層。
三．提高齒坯的加工精度
1.提高齒輪孔的加工精度：齒輪孔的尺寸精度，須在孔的偏差值的中間差附近左右分布，一般定在±0.003～±0.005mm，如果超差而又在孔的設計要求范圍內，必須分別轉入切齒工序，以便采取措施；同時，孔的直線度必須控制在0.003mm之內；
2.控制齒坯端面跳動及徑向跳動：齒坯的端面跳動是直接影響齒向公差的項目，在加工齒坯兩端面時，一定要保證平行度在0.01mm以內，然后在工裝上精鏜孔，以確保孔對端面的跳動公差；在切齒時，一定要用靠表100％校圓，以確保齒圈徑向跳動公差。
四．切齒加工中的措施
1.齒輪刀具：①對外購的齒輪刀具，全部進行檢驗，必須達到AA級要求，達不到要求的齒輪刀具，須全部進行精鏟磨；②齒輪刀具全部采用鍍鈦處理，提高刀具耐用度，改善刀具齒頂部分的磨損，防止齒輪根部圓弧過大；③m=0.3～0.8的齒輪采用頂切滾刀；m=1～2的齒輪采用齒頂修圓滾刀，修圓量R=0.1m～0.15m；④改善齒輪傳動時的齒頂干涉，在不影響齒輪強度的情況下，提高齒頂高系數，加大（0.05～0.1）m；改善刀具齒頂耐用度，避免齒輪傳動時齒根干涉。
2.切齒加工過程：①切齒設備由機動處每年進行一次精度檢查，達不到要求的必須檢修，特別是機床主軸的徑向間隙須控制在0.01mm以下，刀軸徑跳0.005mm以下，刀軸竄動0.008mm以下，刀具徑跳控制在0.003mm以下，端跳0.004mm以下；②切齒工裝的心軸外徑與工件孔的間隙須保證在0.001～0.004mm以內；心軸上的螺紋須在兩頂尖定位下，由螺紋磨床磨削加工，要保證垂直度≤0.003mm，徑跳≤0.005mm；工裝并緊螺母必須保證內螺紋與基準面一次裝夾車成，墊圈的平行度也要≤0.003mm；③加工好的齒輪件必須經過專職檢驗員的測評，檢驗項目為Fw、Fr、Fi″、fi″、Fβ、Ff。
五．熱處理后的加工
1.對于軟氮化及齒部高頻淬火的齒輪孔，采用熱處理前放量法、熱處理后再進行研孔的方法，以保證加工精度和降低生產成本；
2.對于氰化處理的齒輪孔，全部采用分度圓定位、阿基米德螺旋線鎖緊的磨孔工藝。
六．堅持文明生產
根據資料顯示，齒輪傳動噪聲有30％以上的原因來自毛刺和磕碰。為了解決這一問題，我們采取了以下幾點措施：齒輪件加工后全部采用工位夾具轉運；齒輪軸類零件滾齒后，立即套上塑料管轉入下道工序，并帶塑料套管發貨；氰化處理后的齒輪件須經過液體噴砂處理，并同時進行珩磨工藝，以去除毛刺，并提高齒面的表面粗糙度及加工精度。
由于采取了有效的措施，單位所生產的軍用、民用減速箱在每次交檢時，齒輪傳動噪聲指標都全部達標，得到了用戶方的普遍好評。經過多年來的批量生產實踐已經證明，這些措施是可取的，效果是明顯的。
參考文獻
1.朱孝錄主編.《齒輪傳動設計手冊》.化學工業出版社.2010.4.
2.張幫棟、武文輝主編.《齒輪制造工藝手冊》.機械工業出版社.2010.4.
3.張寶珠主編.《齒輪加工速查手冊》.機械工業出版社.2009.12.
