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上海水泵集团技术之B齿轮装置的合理化

齿轮的硬度是影响齿轮装置的寿命,以致于齿轮尺寸的重要因素。将齿轮由中等硬度(约HB300)提高到RC55~60,往往会将齿轮装置的尺寸缩小一半左右。此外,如齿宽与节径之比,压力角与节距之比等也是减小齿轮尺寸的一些重要因素。当根据使用要求设计齿轮时,首先应考虑选择标准样本上的齿轮装置,这样可以合理地降低成本。一般说来,选用样本上的齿轮是经济和有效的,但可能适用范围有限。对于有些特大功率,高速或空间上的特殊要求,应进行专门的齿轮选择和设计。

减少齿轮噪音  在设计齿轮装置时,降低噪音和振动的措施与选择齿轮合理的强度和尺寸是互相矛盾的。一般说来,平行轴齿轮安装的几何尺寸精度容易保证,且齿轮接触的摩擦小,故它比直角齿轮传动的运转情况好。斜齿轮啮合时,重叠系数大,根据经验,它的噪音比正齿轮的噪音小12分贝。加工双斜齿或人字齿轮时存在保证两个斜齿对称性的精度问题,所以只有单斜齿轮最适用于宽广的速度范围,至于它在啮合过程中的轴向力和翻转力矩,在现代设计技术中是容易解决的。

为了取得良好、轻快的传动,设计时应遵循以下部分或全部原则:

1. 根据负载情况选择合适的节径;

2. 应用最小的压力角:最常用的是14.5°或20°;

3. 修正渐开线齿形的齿顶或齿根,以保证平滑啮合,没有冲击并补偿微小的偏心;

4. 考虑到热膨胀和离心膨胀,应留有适当的齿侧间隙,但不应大到妨害正常啮合;

5. 规定较高的齿轮精度,以减少冲击动载荷,一般为取得平稳、无噪音运转,按AGMA标准需选取质量数≥12;

6. 齿表面光洁度至少要达到20rms

7. 转子的同心度和径向跳动应保持准确;

8. 转子的不平衡度应小于3W/N盎斯-英寸,其中W=重量,磅,N=转速,每分钟转数;

9. 齿轮付的齿数应互为质数,以防止齿轮啮合过程中出现同一对齿的周期性啮合(所谓振荡齿);

10. 运转系统中部件的临界速度应至少偏离运转速度、运转速度的倍数和齿轮啮合频率的30%以上;

11. 齿轮箱支承元件的共振频率应至少偏离运转速度、运转速度的倍数和齿轮啮合频率的20%以上;

12. 设计或使用粘性最高的润滑剂;

13. 轴承对噪音级也有影响,应选用噪音低的滚动轴承。一般滑动轴承比滚动轴承噪音低,但其应用较为复杂;

14. 进一步减少噪音与振动可以从机壳的设计着手,可选用吸振材料或采用隔振,减振措施。

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