機(jī)器人用減速機(jī)噪聲的成因及解決辦法
傳統(tǒng)衡量減速機(jī)性能的三個(gè)主要因素是:負(fù)載能力、疲勞壽命和運(yùn)轉(zhuǎn)精度往往忽略了傳動(dòng)噪音。隨著ISO14000、ISO18000兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的相繼頒布控制日本RV減速機(jī)傳動(dòng)噪音這一因素的重要性日趨明顯工業(yè)發(fā)展與需求對(duì)日本RV減速機(jī)的傳動(dòng)誤差要求更為嚴(yán)格對(duì)噪聲控制的要求也越來(lái)越高。目前日本RV減速機(jī)噪音形成因素大致可從內(nèi)、外嚙合齒輪的設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用維護(hù)等幾個(gè)方面進(jìn)行分析。
設(shè)計(jì)原因及對(duì)策
1.日本RV減速機(jī)內(nèi)部齒輪精度等級(jí)設(shè)計(jì)日本RV減速機(jī)時(shí)設(shè)計(jì)者往往從經(jīng)濟(jì)因素考慮盡可能比較經(jīng)濟(jì)的確定齒輪精度等級(jí)忽略精度等級(jí)是齒輪產(chǎn)生噪聲與側(cè)隙的標(biāo)記。美國(guó)齒輪制造協(xié)會(huì)曾通過(guò)大量的齒輪研究確定高精度等級(jí)齒輪比低精度等級(jí)齒輪產(chǎn)生的噪聲要小的多。因此在條件允許的情況下應(yīng)盡可能提高齒輪的精度等級(jí)既能減少傳動(dòng)誤差又可減小噪聲。
2.日本RV減速機(jī)內(nèi)部齒輪寬度在日本RV減速機(jī)傳動(dòng)空間允許時(shí)增加齒輪寬度可以減少恒定扭矩下的單位負(fù)荷。降低輪齒撓曲減少噪聲激勵(lì)從而降低傳動(dòng)噪聲。德國(guó)H奧帕茲的研究表明扭矩恒定時(shí)小齒寬比大齒寬噪聲曲線梯度高。同時(shí)增長(zhǎng)齒輪寬度還能加大齒輪的承載能力提高日本RV減速機(jī)的承載力矩。
3.日本RV減速機(jī)內(nèi)部齒輪的齒距和壓力角小齒距能保證有較多的輪齒同時(shí)接觸齒輪重疊增多減少單個(gè)齒輪撓曲降低傳動(dòng)噪聲提高傳動(dòng)精度。較小的壓力角由于齒輪接觸角和橫向重疊比都比較大因此運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小、精度高。
4.日本RV減速機(jī)內(nèi)部齒輪變位系數(shù)選擇正確合理選擇變位系數(shù)不但可以湊合中心距避免齒輪根切保證滿足同心條件改善齒輪的傳動(dòng)性能和提高其承載能力及提高齒輪的使用壽命還可以有效控制側(cè)隙、溫升與噪聲。在閉式齒輪傳動(dòng)中對(duì)與硬齒面硬度350HBS的齒輪其主要失效形式是齒根疲勞折斷這種齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)一般是按彎曲疲勞強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行的在選擇變位系數(shù)時(shí)應(yīng)保證使相嚙合的輪齒具有相等的彎曲強(qiáng)度。對(duì)與軟齒面硬度350HBS的齒輪其主要失效形式是疲勞點(diǎn)蝕這種齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)一般是按接觸疲勞強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行的在選擇變位系數(shù)時(shí)應(yīng)保證使盡可能大的接觸疲勞強(qiáng)度與疲勞壽命。合理選擇變位系數(shù)的限制條件有:①保證被切齒輪不發(fā)生根切②保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性重合度必須大于1一般要求大于1.2③保證齒頂有一定厚度④一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)如果一輪齒頂?shù)臐u開(kāi)線與另一輪齒根的過(guò)渡曲線接觸由于過(guò)渡曲線不是漸開(kāi)線故兩齒廓在接觸點(diǎn)的公法線不能通過(guò)固定的節(jié)點(diǎn)因而引起傳動(dòng)比的變化還可能使兩輪卡住不動(dòng)這種過(guò)渡曲線干涉在選擇變位系數(shù)時(shí)必須避免。
5.日本RV減速機(jī)內(nèi)部齒輪齒形修整修緣和修根和齒頂?shù)菇菍X頂?shù)凝X形切削成比正確的漸開(kāi)曲線略呈凸形。當(dāng)齒輪齒面受外力產(chǎn)生變形時(shí)可以避免對(duì)與之嚙合的齒輪產(chǎn)生干涉并且可以降低噪音延長(zhǎng)齒輪壽命。要注意不能修整過(guò)量過(guò)量修整等于增加了齒形誤差將對(duì)嚙合產(chǎn)生不良影響。
6.齒輪聲輻射特征分析在選擇用不同結(jié)構(gòu)形式的齒輪時(shí)對(duì)其特定結(jié)構(gòu)建立聲輻射模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲進(jìn)行預(yù)先評(píng)估。以便根據(jù)使用者的不同要求使用場(chǎng)所是否無(wú)人操作是否在城區(qū)內(nèi)地上、地下建筑物有無(wú)特定要求是否有噪聲防護(hù)或無(wú)其他特定要求去滿足。
7.日本RV減速機(jī)動(dòng)力源運(yùn)轉(zhuǎn)速度根據(jù)在不同轉(zhuǎn)速條件下對(duì)日本RV減速機(jī)的試驗(yàn)表明隨著日本RV減速機(jī)輸入轉(zhuǎn)速的增加噪聲也將增大。
8.日本RV減速機(jī)箱體結(jié)構(gòu)形式試驗(yàn)研究表明采用圓筒形箱體對(duì)減震有利在其他條件相同的情況下圓筒形箱體比其它類型箱體噪聲級(jí)平均低5dB。對(duì)日本RV減速機(jī)箱體進(jìn)行共振測(cè)試找出共振位置增加適當(dāng)?shù)慕顥l板可以提高箱體的剛度減少箱體的振動(dòng)實(shí)現(xiàn)降噪。多級(jí)傳動(dòng)時(shí)要求瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化盡量小以保證傳動(dòng)平穩(wěn)沖擊及振動(dòng)小噪聲低。
制造原因及對(duì)策
1.日本RV減速機(jī)內(nèi)部齒輪誤差影響齒輪制造過(guò)程齒形誤差、基節(jié)偏差、齒向誤差和齒圈徑向跳動(dòng)誤差是導(dǎo)致行星日本RV減速機(jī)傳動(dòng)噪聲的主要誤差。也是控制行星日本RV減速機(jī)傳動(dòng)效率的一個(gè)問(wèn)題點(diǎn)?，F(xiàn)以齒形誤差與齒向誤差做簡(jiǎn)單說(shuō)明。齒形誤差小、齒面粗糙度小的齒輪在相同試驗(yàn)條件下其噪聲比普通齒輪要小10dB。齒距誤差小的齒輪在相同試驗(yàn)條件下其噪聲級(jí)比普通齒輪要小612dB。但如果有齒距誤差存在負(fù)載對(duì)齒輪噪聲的影響將會(huì)減少。齒向誤差將導(dǎo)致傳動(dòng)功率不是全齒寬傳遞接觸區(qū)轉(zhuǎn)向齒的這端面或那個(gè)端面因局部受力增大輪齒撓曲導(dǎo)致噪聲級(jí)提高。但在高負(fù)載時(shí)齒變形可以部分彌補(bǔ)齒向誤差。
2.裝配同心度和動(dòng)平衡裝配不同心將導(dǎo)致軸系運(yùn)轉(zhuǎn)的不平衡且由于齒論嚙合半邊松半邊緊共同導(dǎo)致噪聲加劇。高精度齒輪傳動(dòng)裝配時(shí)的不平衡將嚴(yán)重影響傳動(dòng)系統(tǒng)精度。
3.日本RV減速機(jī)內(nèi)部齒面硬度隨著齒輪硬齒面技術(shù)的發(fā)展其承載能力大、體積小、重量輕、傳動(dòng)精度高等特點(diǎn)使其應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛。但為獲得硬齒面采用的滲碳淬硬使齒輪產(chǎn)生變形導(dǎo)致齒輪傳動(dòng)噪聲增大壽命縮短。為減少噪聲需對(duì)齒面進(jìn)行精加工。目前除采用傳統(tǒng)的磨齒方法外又發(fā)展出一種硬齒面刮削方法通過(guò)修正齒頂和齒根或把主被動(dòng)輪的齒形都調(diào)小來(lái)減少齒輪嚙入與嚙出沖擊從而減少齒輪傳動(dòng)噪音。
4.日本RV減速機(jī)系統(tǒng)指標(biāo)檢定在裝配前零部件的加工精度及對(duì)零部件的選配方法*互換分組選配單件選配等將會(huì)影響到系統(tǒng)裝配后的精度等級(jí)其噪聲等級(jí)也在影響范圍之內(nèi)因此裝配后對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢定或標(biāo)定對(duì)控制系統(tǒng)噪聲是很關(guān)鍵的。
安裝原因及對(duì)策
1.減振和阻斷措施日本RV減速機(jī)在安裝時(shí)應(yīng)盡量避免機(jī)身與基礎(chǔ)支撐及連接件之間發(fā)生共振產(chǎn)生噪聲。日本RV減速機(jī)內(nèi)部常常會(huì)發(fā)生一只或幾只齒輪在某些速度范圍內(nèi)產(chǎn)生共振除設(shè)計(jì)原因外與安裝時(shí)未經(jīng)空試揪出共振位置。并采取相應(yīng)減振或阻斷措施有直接關(guān)系。某些要求低傳動(dòng)噪聲和振動(dòng)的日本RV減速機(jī)應(yīng)選用高韌性高阻尼的基礎(chǔ)材料來(lái)減少噪聲和振動(dòng)的發(fā)生。
2.零部件幾何精度調(diào)整由于安裝時(shí)幾何精度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求導(dǎo)致日本RV減速機(jī)零部件發(fā)生共振從而產(chǎn)生噪聲這就應(yīng)該在改善安裝工藝增加工裝保證裝配人員的整體素質(zhì)有直接關(guān)系。
3.零部件松動(dòng)在安裝時(shí)由于個(gè)別零部件的松動(dòng)如軸承預(yù)緊機(jī)構(gòu)軸系定位機(jī)構(gòu)等導(dǎo)致系統(tǒng)定位不準(zhǔn)非正常位置嚙合軸系移動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。這一系列需從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)出發(fā)盡量保證各機(jī)構(gòu)的聯(lián)接穩(wěn)定采用多種聯(lián)接方式。
4.傳動(dòng)部件損壞在安裝時(shí)由于不當(dāng)操作損傷傳動(dòng)部件導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)不準(zhǔn)確或運(yùn)動(dòng)失穩(wěn)高速運(yùn)動(dòng)部件由于受損導(dǎo)致油膜振動(dòng)人為造成運(yùn)動(dòng)件動(dòng)不平衡都產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。這些原因在安裝過(guò)程中都是必須注意和盡量避免的。對(duì)無(wú)法修復(fù)的損傷零部件必須予以更換以保證系統(tǒng)獲得穩(wěn)定的噪聲等級(jí)。
使用維護(hù)原因及對(duì)策
日本RV減速機(jī)的正確使用維護(hù)雖不能降低系統(tǒng)噪聲等級(jí)保證傳遞精度但卻能防止其指標(biāo)劣化增大使用壽命。
1.內(nèi)部清潔日本RV減速機(jī)內(nèi)部零件的清潔是保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本條件任何雜質(zhì)污物的進(jìn)入都將影響并損傷傳動(dòng)系統(tǒng)導(dǎo)致噪聲的產(chǎn)生。
2.工作溫度保證日本RV減速機(jī)正常的工作溫度避免零部件因過(guò)大的溫升產(chǎn)生變形確保齒輪正常嚙合從而防止噪聲的增大。
3.及時(shí)的潤(rùn)滑和正確使用油品不合理的潤(rùn)滑和錯(cuò)誤的使用潤(rùn)滑油脂都將對(duì)日本RV減速機(jī)產(chǎn)生不可估量的損害。高轉(zhuǎn)速時(shí)齒輪齒面摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱能潤(rùn)滑不當(dāng)將會(huì)導(dǎo)致輪齒的損傷影響精度噪聲亦會(huì)增大。設(shè)計(jì)時(shí)要求齒輪副有適當(dāng)?shù)拈g隙嚙合輪齒的非工作面間的間隙以補(bǔ)償熱變形與貯存潤(rùn)滑油脂。潤(rùn)滑油脂的正確使用和選擇可保證系統(tǒng)安全有效運(yùn)行延緩劣化趨勢(shì)穩(wěn)定噪聲等級(jí)。
4.日本RV減速機(jī)的正確使用正確使用日本RV減速機(jī)可以大限度地避免零部件的損傷及損壞保證穩(wěn)定的噪聲等級(jí)。日本RV減速機(jī)噪聲會(huì)隨負(fù)載的增加而增大所以應(yīng)在正常負(fù)載范圍內(nèi)使用。
5.定期維護(hù)與保養(yǎng)定期的維護(hù)保養(yǎng)換油更換已磨損零部件緊固件松動(dòng)部件清除內(nèi)部雜物調(diào)整各部件間隙至標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值檢定各項(xiàng)幾何精度等?？梢蕴岣呷毡綬V減速機(jī)抵抗噪聲等級(jí)劣化能力維持穩(wěn)定的使用狀態(tài)。
結(jié)論
日本RV減速機(jī)傳動(dòng)噪聲控制是一個(gè)系統(tǒng)工程它涉及了傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪、箱體、聯(lián)接件、軸承等設(shè)計(jì)制造安裝使用維護(hù)直至更新的全過(guò)程它不僅對(duì)設(shè)計(jì)者生產(chǎn)制造者也對(duì)安裝使用維護(hù)保養(yǎng)者提出了諸多要求上述任何環(huán)節(jié)未受到有效控制齒輪傳動(dòng)噪聲控制都將歸于失效。
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