一、前言
        擺線針輪減速機(jī)是一種應(yīng)用行星傳動(dòng)原理,采用擺線針較嚙合的減速機(jī)。它比一般齒輪減速器具有較多的優(yōu)點(diǎn),因此,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中得到廣泛應(yīng)用。
       噪聲是機(jī)電產(chǎn)品驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中的重要指標(biāo)之一擺線針輪減速機(jī)是一個(gè)通用傳動(dòng)部件,是一臺(tái)機(jī)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(píng)價(jià)準(zhǔn)則將可促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提高,同時(shí)也為我國(guó)機(jī)電產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上打開(kāi)銷(xiāo)路創(chuàng)造條件。
       國(guó)際上普遍采用聲功率級(jí)作為評(píng)價(jià)值。國(guó)內(nèi)尚未進(jìn)行過(guò)噪聲評(píng)價(jià)參量的研究,僅有行業(yè)規(guī)定的聲級(jí)評(píng)定值,且限于三個(gè)中等尺寸規(guī)格的產(chǎn)品。另外也未查到有關(guān)國(guó)外的資料。
        本研究依據(jù)《齒輪裝置噪聲聲功率級(jí)的$Jl定方法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),重點(diǎn)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(lái)評(píng)價(jià)噪聲,為制訂該產(chǎn)品的噪聲評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。
          
二、評(píng)價(jià)參量的分析
     1 從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面分析各參量的關(guān)系表征擺線針輪減速機(jī)的參量很多,但從設(shè)計(jì)和使用角度來(lái)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(yùn)動(dòng)參量:輸入轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比等;
       3)動(dòng)力參量:輸入功率、許用轉(zhuǎn)矩等。擺線針軟減速機(jī)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(dòng)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(jiàn),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(jī)的主要集聲源是擺線輪、物承、銷(xiāo)軸、銷(xiāo)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(jī)件受到?jīng)_擊、摩擦、交變力作用時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲.作為一個(gè)封閉式的擺線針軟減速機(jī),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(dá)總噪聲能量的95腸,而空氣傳聲只占5腸,可見(jiàn)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(qiáng)。
        若以聲波的能量表示,振動(dòng)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(dòng)速度幅值。
        從式(2)知,耘射聲功率的大小,與表面振動(dòng)速度幅值的平方和輻射表面積乘積成正比。由此可見(jiàn),擺線針轉(zhuǎn)減速機(jī)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(dòng)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(jī)殼體輻射噪聲的特性。
        制造質(zhì)量寸減速機(jī)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(dòng)而產(chǎn)生噪聲,其它如偏心套、拍銷(xiāo)、銷(xiāo)套、前、后蓋與針齒殼的止口配臺(tái)精度,軸承的質(zhì)量等均對(duì)噪聲有影啊.目前國(guó)內(nèi)各工廠生產(chǎn)的擺線輪均按了級(jí)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(duì)一般齒搶裝置來(lái)講,速度、載符、傳動(dòng)功率等參量均對(duì)噪聲有影響.圖1、圖2分別為轉(zhuǎn)速、載荷對(duì)噪聲的影響曲線,從圖中可看出,隨轉(zhuǎn)速、載荷的增大聲級(jí)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(jí)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(dòng)功率與噪聲的關(guān)系是針對(duì)齒輪傳動(dòng)而言,但結(jié)合擺線針輪傳動(dòng)來(lái)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(jiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)分析)。因此,若以擺線輪的線速度作為評(píng)價(jià)參量是不合適的。同理,由于傳動(dòng)功率是速度與載荷的乘積,故傳動(dòng)功率也不宜作為評(píng)價(jià)參量.
            
            
3、 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)的分析
        測(cè)試了4個(gè)工廠59臺(tái)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(gè)規(guī)格,傳動(dòng)比從9到87共11種。所測(cè)試的產(chǎn)品絕大部分是部?jī)?yōu)和一等品,因此,噪聲較低。針齒中心圓價(jià)簇270的在我校半消聲室內(nèi)測(cè)試;必>270的則在天津減速機(jī)廠裝配車(chē)間測(cè)試.由于沒(méi)有專用試驗(yàn)臺(tái),故所有側(cè)試均在空載條件下進(jìn)行的。為了提高測(cè)試精確性,減速機(jī)在加潤(rùn)滑油空運(yùn)轉(zhuǎn)半小時(shí)后進(jìn)行測(cè)試.測(cè)試方法按《擊輪裝置噪聲聲功率級(jí)測(cè)定方法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行`。
          從測(cè)試數(shù)據(jù)知,針齒中心圓從106增大到450毫米時(shí),其聲功率級(jí)郵4.1增大到81.2dB(A),刁L,=17.ldB(A)。通過(guò)回歸分析,得到下列關(guān)系:
                       
         
                  式中價(jià)一針齒中心圓直徑(毫米).

        傳動(dòng)比變化對(duì)噪聲的影響。考慮到各廠的技術(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(jī)廠的功=270毫米的減速機(jī)為樣本進(jìn)行分析,下面是回歸結(jié)果:
                          
                       
        從回歸結(jié)果可看出,傳動(dòng)比與聲功率級(jí)不相關(guān),但標(biāo)準(zhǔn)差很好,僅為l,7以下.這不僅說(shuō)明聲功率級(jí)與傳動(dòng)比(從9“87)的變化保持水平關(guān)系,而且不存在擊輪傳動(dòng)那樣的速度變化一倍,聲功率級(jí)平均變化6dB(A)的關(guān)系.測(cè)試中也發(fā)現(xiàn),如天津減速機(jī)廠的功~270毫米的減速機(jī),傳動(dòng)比從11增大到87,變化近8倍,聲功率級(jí)僅變化。.4dB(A)。產(chǎn)生邊種原因,可能是擺線針搶傳動(dòng)康理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的,因?yàn)閿[線針輪傳動(dòng)從嚙合理論上講,應(yīng)二分之一的齒數(shù)參與嚙合,故傳動(dòng)平穩(wěn),噪聲小.另外在傳動(dòng)比小時(shí),擺線輪節(jié)圓線速度小,針齒上無(wú)套,故嚙合時(shí)為滑動(dòng),這也是傳動(dòng)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(píng)價(jià)參量。擺線針輪傳動(dòng)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(jī)輻射噪聲的特注,同時(shí)也與部領(lǐng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)各項(xiàng)質(zhì)量分級(jí)規(guī)定取得一致.
    2、噪聲評(píng)價(jià)以按A、B、C、D、E五個(gè)等級(jí),級(jí)差以sdB(A)較為適宜.而質(zhì)量等級(jí)應(yīng)根據(jù)具體情況確定,如國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售的產(chǎn)品可以C級(jí)為優(yōu)等品,D級(jí)為一等品,而國(guó)外銷(xiāo)售的產(chǎn)品則可提高到B級(jí)。評(píng)價(jià)和質(zhì)量分級(jí)分開(kāi),有利于促進(jìn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和國(guó)際貿(mào)易.