Die Hauptursachen und Gegenmaßnahmen für Getriebegeräusche

Herkömmlicherweise sind die beiden Hauptfaktoren für die Messung der Getriebeleistung Belastbarkeit und Ermüdungslebensdauer, Getriebegeräusch und Getriebegenauigkeit werden jedoch oft vernachlässigt. Mit der Veröffentlichung von ISO 14000 und ISO 18000 ist die Bedeutung der Kontrolle von Getriebegeräuschen immer offensichtlicher geworden, und die industrielle Entwicklung und Nachfrage stellen immer strengere Anforderungen an Übertragungsfehler von Hochpräzisionsgeräten (Getriebespiel). Die derzeit bekannten Faktoren, die Getriebegeräusche verursachen, können unter verschiedenen Aspekten grob analysiert werden, darunter Design, Herstellung, Installation, Verwendung und Wartung.

Die nationale Norm schreibt 13 Genauigkeitsstufen für Zahnradpaare vor. Sie werden durch arabische Ziffern 0, 1, 2...12 dargestellt, wobei Stufe 0 die höchste Genauigkeit aufweist, während die übrigen Stufen der Reihe nach absteigend sind, wobei Stufe 12 die niedrigste Genauigkeit aufweist. Die Genauigkeitsstufen der beiden Zahnräder eines Zahnradpaares sind im Allgemeinen gleich, es sind jedoch auch unterschiedliche Genauigkeitsstufen zulässig. In diesem Fall sollte die Genauigkeit des Zahnradpaares anhand des Zahnradpaares mit der geringeren Genauigkeit bestimmt werden.

Unter den 13 Genauigkeitsstufen sind das aktuelle Niveau der Verarbeitungstechnologie und die Messmethoden für die Stufen 0, 1 und 2 schwer zu erreichen und müssen entwickelt werden. Die Stufen 3–5 sind hochpräzise, ​​die Stufen 6–8 mittelpräzise und die Stufen 9–12 niedrigpräzise. Unter diesen ist Stufe 6 die Grundstufe, die auch im Design häufig verwendet wird. Dabei handelt es sich um den Wert, der durch gängige Bearbeitungsmethoden wie Wälzfräsen und Wälzstoßen unter normalen Bedingungen erreicht und mit allgemeinen Messgeräten gemessen werden kann.

Designgründe und Gegenmaßnahmen

1. Ganggenauigkeitsklasse

Beim Entwurf eines Getriebesystems berücksichtigen Konstrukteure häufig wirtschaftliche Faktoren und legen den Grad der Getriebegenauigkeit so wirtschaftlich wie möglich fest. Sie wissen jedoch nicht, dass der Genauigkeitsgrad ein Zeichen für den Geräuschpegel und das vom Getriebe erzeugte Spiel ist. Die American Gear Manufacturing Association hat zahlreiche Zahnradstudien durchgeführt und festgestellt, dass hochpräzise Zahnräder viel weniger Lärm erzeugen als niedrigpräzise Zahnräder. Wenn es die Bedingungen zulassen, sollte daher der Grad der Getriebegenauigkeit so weit wie möglich erhöht werden, um Getriebegeräusche und Übertragungsfehler zu reduzieren.

2. Zahnradbreite

Wenn das Getriebesystem dies zulässt, kann eine Vergrößerung der Zahnbreite die Belastung der Einheit bei konstantem Drehmoment verringern. Durch die Reduzierung der Zahndurchbiegung wird die Geräuschanregung reduziert, wodurch Getriebegeräusche reduziert werden. Untersuchungen von German H Opats zeigen, dass bei konstantem Drehmoment der Geräuschkurvengradient einer kleinen Zahnbreite höher ist als der einer großen Zahnbreite. Gleichzeitig kann durch eine Vergrößerung der Zahnbreite die Belastbarkeit des Zahnrades erhöht werden.

3. Zahnteilung und Eingriffswinkel

Eine kleine Zahnteilung kann sicherstellen, dass mehr Zahnradzähne gleichzeitig in Kontakt sind, die Zahnradüberlappung erhöhen, die Durchbiegung eines einzelnen Zahnrads verringern, Übertragungsgeräusche reduzieren und die Übertragungsgenauigkeit verbessern. Kleinere Eingriffswinkel haben größere Kontaktwinkel und seitliche Überlappungsverhältnisse, sodass sie ein geringeres Betriebsgeräusch und eine höhere Genauigkeit aufweisen.

4. Betriebsgeschwindigkeit

Nach den experimentellen Untersuchungen von H. Opatz aus Deutschland steigt der Geräuschpegel mit zunehmender Betriebsgeschwindigkeit des Getriebes.

5. Getriebestruktur

Experimentelle Studien haben gezeigt, dass die Verwendung zylindrischer Gehäuse sich positiv auf die Vibrationsreduzierung auswirkt. Unter den gleichen anderen Bedingungen ist der Geräuschpegel gewöhnlicher Getriebe im Durchschnitt 6 dB höher als der von zylindrischen Gehäusen. Durch Resonanztests des Getriebes, das Ermitteln der Resonanzposition und das Hinzufügen geeigneter Rippen (Platten) können Vibrationen und Geräusche erheblich reduziert werden. Bei mehrstufigen Getrieben muss die Änderung des momentanen Übersetzungsverhältnisses so gering wie möglich sein, um eine reibungslose Übertragung, geringe Stöße und Vibrationen sowie geringe Geräuschentwicklung zu gewährleisten.

6. Analyse der Schallabstrahlungseigenschaften von Getrieben

Erstellen Sie bei der Auswahl von Zahnrädern mit unterschiedlichen Strukturformen ein Schallabstrahlungsmodell für die spezifische Struktur, führen Sie eine dynamische Analyse durch und bewerten Sie das Geräusch des Zahnradübertragungssystems vorab. Dies kann entsprechend den unterschiedlichen Anforderungen der Nutzer erfolgen (Einsatzort, ob unbemannt, ob im städtischen Bereich, ob besondere Anforderungen an ober- und unterirdische Gebäude bestehen, ob Lärmschutz vorhanden ist, oder nicht). andere spezifische Anforderungen).

Herstellungsursachen und Gegenmaßnahmen

1. Fehlereinfluss

Zahnprofilfehler, Teilungsfehler und Zahnrichtungsfehler im Herstellungsprozess sind die Hauptfehler, die Übertragungsgeräusche verursachen. Ein Problem besteht auch darin, dass die Genauigkeit der Getriebeübertragung nur schwer garantiert werden kann.

Zahnräder mit kleinem Zahnprofilfehler und geringer Zahnoberflächenrauheit haben unter den gleichen Testbedingungen einen um 10 dB niedrigeren Geräuschpegel als normale Zahnräder. Zahnräder mit kleinem Teilungsfehler haben unter gleichen Testbedingungen einen um 6–12 dB niedrigeren Geräuschpegel als normale Zahnräder. Wenn jedoch ein Teilungsfehler vorliegt, wird der Einfluss der Last auf das Getriebegeräusch verringert.

Ein Zahnrichtungsfehler führt dazu, dass die Übertragungsleistung nicht über die gesamte Zahnbreite übertragen wird und die Endfläche oder Endfläche des Lenkzahns im Kontaktbereich die lokale Kraft erhöht und dazu führt, dass sich der Zahnradzahn verbiegt, was zu einer Vergrößerung führt im Geräuschpegel. Unter hoher Belastung kann die Zahnverformung jedoch den Zahnrichtungsfehler teilweise ausgleichen. Die Entstehung von Getriebegeräuschen steht in direktem Zusammenhang mit der Getriebegenauigkeit.

2. Konzentrizität der Montage und dynamisches Gleichgewicht

Die Konzentrizität der Baugruppe führt zu einem unausgeglichenen Betrieb des Wellensystems, und da der Zahnradeingriff halb locker und halb fest ist, wird es zu einer erhöhten Geräuschentwicklung kommen. Die Unwucht bei der Montage hochpräziser Zahnradgetriebe beeinträchtigt die Genauigkeit des Getriebesystems erheblich.

3. Zahnoberflächenhärte

Mit der Entwicklung der Zahnradhärtungstechnologie erweitern die große Tragfähigkeit, die geringe Größe, das geringe Gewicht und die hohe Übertragungsgenauigkeit das Anwendungsgebiet immer weiter. Durch das Aufkohlen und Härten zur Erzielung harter Zahnoberflächen kommt es jedoch zu einer Verformung der Zahnräder, was zu erhöhten Getriebegeräuschen und einer verkürzten Lebensdauer führt. Um Geräusche zu reduzieren, muss die Zahnoberfläche feinbearbeitet werden. Zusätzlich zum herkömmlichen Zahnradschleifverfahren wurde ein Verfahren zum Schaben harter Zahnoberflächen entwickelt. Durch Modifizieren des Zahnkopfes und des Zahnfußes oder durch Reduzieren der Zahnform der aktiven und passiven Räder können die Auswirkungen des Ein- und Auskämmens der Zahnräder verringert werden, wodurch die Getriebegeräusche reduziert werden.

4. Überprüfung des Systemindex

Die Bearbeitungsgenauigkeit von Teilen und Komponenten vor dem Zusammenbau und die Auswahlmethode von Teilen und Komponenten (vollständige Austauschbarkeit, Gruppenauswahl, Einzelstückauswahl usw.) wirken sich auf den Genauigkeitsgrad des Systems nach dem Zusammenbau aus, und sein Geräuschpegel liegt ebenfalls innerhalb der Einflussbereich. Daher ist die Überprüfung (oder Kalibrierung) verschiedener Systemindikatoren nach der Montage von entscheidender Bedeutung, um Systemgeräusche zu kontrollieren.

Installationsgründe und Lösungen

1. Vibrationsreduzierungs- und Blockierungsmaßnahmen

Bei der Installation des Zahnradübertragungssystems sollte die Resonanz zwischen dem Maschinenkörper und dem Fundamentträger sowie den Verbindungsteilen so weit wie möglich vermieden werden, um Geräusche zu vermeiden. Bei Zahnradgetrieben schwingen häufig ein oder mehrere Gänge innerhalb bestimmter Geschwindigkeitsbereiche mit. Dies hängt neben konstruktiven Gründen auch direkt damit zusammen, dass die Resonanzposition beim Einbau ohne Leertest nicht gefunden werden konnte. Und ergreifen Sie entsprechende Maßnahmen zur Schwingungsreduzierung bzw. Blockierung. Für einige Zahnradübertragungssysteme (z. B. Prüfgeräte), die geringe Übertragungsgeräusche und Vibrationen erfordern, sollten Grundmaterialien mit hoher Zähigkeit und hoher Dämpfung (z. B. vom Metallurgical Design Institute entwickelte Epoxidharzmörtel-Grundmaterialien) verwendet werden, um das Auftreten zu reduzieren von Lärm und Vibrationen.

2. Anpassung der geometrischen Genauigkeit

Da die geometrische Genauigkeit beim Einbau nicht den Anforderungen der Norm entspricht, kommt es zu Resonanzen und Geräuschen im Übertragungssystem. Dies sollte in direktem Zusammenhang mit der Verbesserung des Installationsprozesses, dem Hinzufügen von Werkzeugen und der Sicherstellung der Gesamtqualität des Montagepersonals stehen.

3. Lose Teile

Während der Installation ist die Systempositionierung aufgrund der Lockerheit einzelner Teile (z. B. Lagervorspannmechanismus, Wellenpositionierungsmechanismus, Gabelbegrenzungsmechanismus usw.) ungenau, es kommt zu abnormalem Positionseingriff, Wellenbewegung, Vibrationen und Geräuschen. Diese Serie muss von der Entwurfsstruktur ausgehen, versuchen, die Verbindungsstabilität jedes Mechanismus sicherzustellen und mehrere Verbindungsmethoden anzuwenden.

4. Schäden an Getriebekomponenten

Während der Installation kann eine unsachgemäße Bedienung die Getriebekomponenten beschädigen, was zu einer ungenauen oder instabilen Systembewegung führt. Schäden an sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Komponenten können zu Vibrationen des Ölfilms führen. künstlich verursachtes dynamisches Ungleichgewicht beweglicher Teile; All dies kann Vibrationen und Lärm erzeugen. Diese Gründe müssen bei der Installation beachtet und so weit wie möglich vermieden werden. Beschädigte Komponenten, die nicht repariert werden können, müssen ausgetauscht werden, um sicherzustellen, dass das System einen stabilen Geräuschpegel erhält.

Nutzungs- und Wartungsgründe und Gegenmaßnahmen

Obwohl die ordnungsgemäße Verwendung und Wartung des Getriebesystems den Geräuschpegel des Systems nicht reduzieren oder die Übertragungsgenauigkeit gewährleisten kann, kann es einer Verschlechterung seiner Indikatoren vorbeugen und seine Lebensdauer erhöhen.

1. Reinigen des Inneren des Übertragungssystems

Die Reinigung des Inneren des Getriebesystems ist die Grundvoraussetzung, um den normalen Betrieb der Zahnräder sicherzustellen. Alle eindringenden Verunreinigungen und Schmutz wirken sich auf das Getriebesystem aus und beschädigen es, was schließlich zu Geräuschen und Schäden am Getriebesystem führen kann.

2. Normale Betriebstemperatur des Systems

Durch die Sicherstellung der normalen Betriebstemperatur des Getriebesystems kann verhindert werden, dass sich das System aufgrund eines übermäßigen Temperaturanstiegs verformt, was zu einem abnormalen Eingriff führt und die Geräuschentwicklung verhindert.

3. Rechtzeitige Schmierung und korrekte Verwendung von Ölprodukten

Eine unsachgemäße Schmierung und die falsche Verwendung von Schmiermitteln führen zu unermesslichen Schäden an der Anlage. Durch die Sicherstellung, dass das System rechtzeitig und korrekt geschmiert wird, kann das System innerhalb eines bestimmten Geräuschpegelbereichs gehalten und die Verschlechterungstendenz verzögert werden. Hochgeschwindigkeitsgetriebe erzeugen aufgrund der Zahnoberflächenreibung viel Wärmeenergie. Eine unsachgemäße Schmierung führt zu Schäden an den Zähnen des Zahnrads, beeinträchtigt die Genauigkeit und erhöht die Geräuschentwicklung. Die Konstruktion erfordert, dass das Zahnradpaar über ein angemessenes Spiel verfügt (das Spiel zwischen den nicht arbeitenden Oberflächen der kämmenden Zahnradzähne, um thermische Verformungen auszugleichen und Schmiermittel zu speichern). Durch den richtigen Einsatz und die richtige Auswahl der Schmierstoffe kann ein sicherer und effektiver Betrieb des Systems gewährleistet und der Geräuschpegel stabilisiert werden.

4. Korrekte Verwendung des Getriebeantriebssystems

Die Verwendung des Systems im normalen Betriebsablauf kann Schäden am System minimieren und einen stabilen Geräuschpegel gewährleisten. Benutzen Sie das System im normalen Belastungsbereich des Systems, da das Übertragungsgeräusch des Getriebesystems mit zunehmender Belastung zunimmt.

5. Regelmäßige Wartung und Pflege

Regelmäßige Wartung und Pflege (Ölwechsel, Austausch verschlissener Teile, Lösen von Befestigungselementen, Entfernen von Schmutz im Systeminneren, Einstellen der Abstände verschiedener Teile auf die angegebenen Werte, Überprüfen der geometrischen Genauigkeit verschiedener Elemente usw.) können die Widerstandsfähigkeit des Systems verbessern Reduzierung des Geräuschpegels und Aufrechterhaltung der Stabilität des Systems.

Abschluss

Die Geräuschdämmung von Getriebegetrieben ist ein systematisches Projekt, das den gesamten Prozess der Konstruktion, Herstellung, Installation, Verwendung und Wartung von Getriebegetrieben bis zur Aktualisierung umfasst. Es stellt nicht nur zahlreiche Anforderungen an Designer und Hersteller, sondern auch an Installateure, Benutzer und Wartungspersonal. Wenn eine der oben genannten Verbindungen nicht wirksam kontrolliert wird, wird die Geräuschdämmung des Zahnradgetriebes wirkungslos.

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