李安　曹維佳

（沈陽機床股份有限公司沈一車（chē）床廠（chǎng），遼寧沈陽　110142）

　　【摘　要】本文（wén）認為主軸變（biàn）速箱作為機床噪音（yīn）的重要來源，在此基礎上本文（wén）分析了噪音產生（shēng）的主要原因，並著力提出幾點降噪措施。

　　【關鍵（jiàn）詞】升速傳（chuán）動；修緣；振動
　　機床的噪音會對環境造成汙染，主軸變速箱是其重要來源，因此采取措（cuò）施降低它的噪音成（chéng）為控（kòng）製機床噪音的重要途徑。
　　1.主軸變速箱（xiāng）噪音產生的原因
　　主軸（zhóu）變速箱噪音產生的原因（yīn）主要分（fèn）為兩大方（fāng）麵：傳動係統噪音和箱體振動噪（zào）音。其（qí）中Z主要的是傳動（dòng）係（xì）統噪音，具體主要（yào）包括如下幾點：
　　（1）齒輪精度超差引起（qǐ）的噪音（yīn）；（2）齒輪磕碰（pèng）受損引（yǐn）起的噪（zào）音；（3）傳動結構不良引起（qǐ）的噪音；（4）傳動軸剛性不（bú）足引起的噪音；（5）軸承選（xuǎn）擇不當引起的噪音。
　　2.降低傳動係統噪音得的方法
　　2.1避免升速傳動
　　盡（jìn）量避免在傳動鏈設計過程中出現升速齒輪副（fù）。由於升速傳動相易產生噪音，尤其（qí）當（dāng）升速比大時更是如此（cǐ）。以三級變速的傳動結構來說（shuō），通常的設計方法是采用1×3的變（biàn）速組分配方法，即使用一組三聯滑移齒輪來實現三級變速。但這（zhè）種形式的傳（chuán）動鏈在高速檔位往往會出現升速傳動現象，這主要是（shì）因為高低檔位的傳動比相差較大所致。如果我們（men）將這種結構進行適當的（de）改變，為高（gāo）速檔單獨設置一條傳動（dòng）路線，即采用2+1分支傳動結構，就可以避免在高速傳動路（lù）線中出現升速傳動的情況。另外，如果因（yīn）為結構限製等因素無法（fǎ）避免升速傳動，也應限製升速比的大小，使其保持（chí）在1～1.5範圍（wéi）內（nèi）。
　　2.2合理的齒輪結構設計
　　齒輪作為主軸變速（sù）箱Z重要的（de）傳動零件，對（duì）主軸噪音有重要影響（xiǎng）。
　　（1）齒輪修緣。齒輪（lún）的（de）精度主要有齒（chǐ）形、齒向誤差、節（jiē）圓徑向跳動（dòng）和公法線變化誤差。這些誤差的存在會造成瞬間時傳動比變化，工作平穩性不好，產生噪音。
　　提高（gāo）齒輪的精度可（kě）有效降噪，但受工藝和成本限製，通常依靠齒輪修緣來解決降噪問題。尤其當齒（chǐ）輪圓周（zhōu）速度大於（yú）表1所示的數值時必須進行齒輪（lún）修（xiū）緣。齒形修形可以降低齒輪在齧入與脫出時產生的雜音（yīn），減少噪音；另外，在保證齒輪重（chóng）合度的情況下（xià），通過齒輪修形（xíng）還（hái）可以減少基（jī）節誤差對控製噪音所產生的負麵影響（xiǎng）。

　　齒輪修形成本較（jiào）高，效率較低，且修形量較（jiào）難掌握。因此，采用滾齒刀、專門倒棱機或者人工對齒頂棱角部位進行（háng）倒角成為一（yī）種（zhǒng）比較普遍的形式。
　　（2）齒輪窄（zhǎi）齒寬設計。在保（bǎo）證齒輪承（chéng）載能力的情況下，縮小齒寬可以改善（shàn）因製造（zào）及裝配誤差所（suǒ）造成的齒麵接（jiē）觸不良，降低齒輪傳動（dòng）的噪音。
　　（3）滑移齒輪應采用花鍵連接。采用內徑定心花（huā）鍵可以保證滑移齒輪（lún）的加工精（jīng）度，確保與傳（chuán）動軸的配合間隙，改（gǎi）善（shàn）傳動（dòng）平穩性，降低振動產生的噪音（yīn）。另外，花鍵的長（zhǎng）度不宜過小（xiǎo），防止花鍵定（dìng）心不良或滑移不順暢而引起噪音。（4）齒麵淬火處理。確保齒麵具有足（zú）夠的硬度（dù）可以提（tí）高齒輪的耐（nài）磨性以及抗膠合能力。防止齒輪在運行一段時間以後因精度降低而導（dǎo）致噪音升高。
　　2.3對精密齒輪進行保護（hù）
　　對於精密齒輪（lún）來（lái）說，齒麵磕碰是造成齒輪（lún）噪音升高的重要原因。以5級精度齒輪為例（lì），其齒形、齒輪（lún）精度通常（cháng）在（zài）0.01mm左右，而磕碰所造成的（de）凸點往往要大大超過其精度限（xiàn）值，破壞齒輪的精度，使噪音升高。另外，精密齒輪的齒側隙很小，磕碰造成的凸點會使齒輪（lún）齧（niè）合受力不（bú）良，產生噪音（yīn）。在齒輪搬運和裝配（pèi）過程中要采取保（bǎo）護措施，盡量避免齒麵（miàn）磕碰（pèng）。此外，在（zài）齒（chǐ）輪裝配前要用煤油對齒輪進行清洗或擦拭（shì），防止汙物腐蝕齒麵，產生噪音。
　　2.4選（xuǎn）擇合適的齒輪精度
　　齒輪第Ⅱ公差組（zǔ）是影響齒輪噪音的主要精度。應根據齒輪圓（yuán）周速度的高（gāo）低來合理確定第Ⅱ公差組的精度等級。具（jù）體如表2所示。

　　2.5降低軸係（xì）元（yuán）件的振動
　　傳動軸的剛性與噪音有很大關係。軸的（de）剛性不高（gāo）會使軸產生較大（dà）的彎曲、撓動、扭轉進而增加振動產生（shēng）噪音（yīn）。應（yīng）避免懸（xuán）臂軸及細長軸的出現（xiàn）。軸（zhóu）的長徑比應（yīng）控製（zhì）在5：1，齒輪應安裝在支撐附近以減輕軸係的振動，減低噪音。另外，軸承也是影響軸係振動的重要元件，軸承的旋轉精度是其中的重要因素。作為傳動軸的支撐軸承，其精度等級應（yīng）控製在ISO5級精度以上，降低軸承旋轉時（shí）的振動（dòng）。預緊對（duì）於降低（dī）軸承的振動也（yě）起著至關重要的作（zuò）用，能夠施加預緊力（lì）的（de）軸承，如角接觸球軸承和圓錐滾子軸承，其振動水（shuǐ）平要遠（yuǎn）遠低於普通的深溝球軸（zhóu）承（chéng）。對（duì）於高轉速傳動軸，應對其進（jìn）行動平衡試驗，提高它的動平衡等級，防止其（qí）在（zài）高速旋轉下（xià）產生劇烈振動。
　　3.箱體振動的控製
　　箱體是噪音的Z主要輻射源。傳動係統的噪音通常是（shì）通過（guò）箱體的振動對外輻射的。提高箱體的抗振性是降低噪音的重要途徑。箱體的抗振性與箱體的剛性密切相關，剛性越（yuè）好，箱體的抗振性就越高。為此可通過適當增加（jiā）箱（xiāng）體壁厚以及布置加（jiā）強筋和肋板的方法提高箱體的剛性以及固（gù）有頻率，以降低（dī）振動。另外，箱體孔係之（zhī）間的尺寸精度必須要嚴格保證。尺寸過（guò）小或過大（dà）會齒輪齧合時（shí）產生異常幹涉或（huò）過大齒側間（jiān）隙，都會使箱體產生巨大的噪音。
　　參考文獻
　　[1]《機械（xiè）設計基礎》，高等教育出版社，1988年8月.
　　[2]《齒輪工藝學》，科學普（pǔ）及出版社，1985年4月.

來源：《科技與企業》2016年第6期