机床振动与噪声的机理分析及消除一、齿轮传动系统的振动与噪声产生齿轮噪声的原因,除齿轮本身的原因之外,还有轴系的弯曲与扭转,以及轴承、轴承座及齿轮箱等问题,要全方面综合考虑。(一)齿轮本身的影响:齿轮的模数、齿数、压力角、螺旋角、齿宽、啮合系数、及加工状况等根本设计参数,均对振动与噪声有影响,应全面考虑。对与动力传动的齿轮,齿根弯曲变形是影响振动与噪声的主要因素,应选大模数;对于承载不大的齿轮,只要强度允许,应尽可能选较小模数。齿轮外径加大,侧面噪声辐射面加大,为减小辐射面积,应尽量选较小直径,并采用轮辐钻孔等方法。为减轻振动,应计算固有频率,以避开共振。噪声随齿宽增加而减小,但齿轮的齿宽增加会引起接触不良,故可将齿宽限制在一定范围内,只增加轮体宽度。只要外表光洁度好,随着螺旋角的增加,振动与噪声均减小。但应注意,加工精度不得降低(这种零件的加工也是相当不易的)。增加重合系数,动载变化减小。系数=2时,由于振动产生的加工外表振纹极小,而当系数=3时,振纹可消失。但如果采取减小压力角的方法增加重合系数,那么少量的齿形或齿距误差将引起干扰而产生更加强烈的振动,此时应综合考虑压力角、齿厚、齿高和加工条件等因素的影响。齿轮加工精度中齿形误差、齿向误差、周节误差对振动与噪声均影响很大,周节误差可引起啮合冲击,产生严重杂音;齿向误差将引起边缘磨损,产生刺耳的哨声等。以上所述为设计原因,对于故障分析来说,必须掌握这些内容,以便发现故障的真正原因,设法排除。(二)轴系其它元件所引起的振动与噪声:除齿轮轴外,齿轮总是通过键、销、螺钉等安装在轴上的,如果轴的刚度不高,即使齿轮本身再好,也将因轴的弯曲、挠动、扭转而增加振动与噪声。按设计要求,将轴长与轴径比控制在5:1,使齿轮(尤其是重载齿轮)装在支承附近为宜。在此前提下,对轴系零件的外圆及内孔的圆度、圆柱度及光洁度均应有相应的要求,多轴颈的同轴度应控制在允许范围内。轴承是影响轴系精度、振动与噪声的重要元件,滚动轴承本身就是一个振动源。就轴承本身而言,内外滚道特别是滚动体的圆度是影响噪声的最重要因素。为此,轴承与壳体及轴的配合不能过紧,配合部位的圆度应控制在尺寸公差之半。高速回转的轴系件必须经过平衡。(三)箱体质量及装配质量对噪声的影响:箱体上箱壁与其罩、盖是机床振动局部与空气接触面积最大的振动体,是噪声的主要辐射体,它们的振动越大,噪声也越大。箱体刚性好,振动速度低,传声就小。为此可采用箱壁加厚,及相适应的箱...
