胶印机噪音产生影响因素。胶印机在高速运转下总会产生噪音,因此在设计和生产胶印机时,应着力研究噪音来源,并对噪音进行有效控制。齿轮是胶印机产生噪音的主要来源之一,齿轮的噪音又来自以下几个方面,齿轮参数、结构形状,重合度,压力角,齿轮精度,轮齿产生偏差及弹性形变,齿轮加工工艺,齿轮类型。下面我们就来分别详细的看一下轮齿产生噪音的原因,及其解决的方法。
齿轮参数、结构形状
(1)齿轮直径。若将圆柱齿轮看作圆板,按照声学原理,齿轮周围辐射的噪音取决于其声辐射面积,所以增大齿轮直径将不利于降低齿轮噪音。
(2)齿宽。齿轮噪音会随着齿宽的增大而减小,但增大齿宽容易增大制造和安装齿轮时的齿向误差,从而不利于降低齿轮的啮合冲力和噪音。
(3)齿坯结构。圆柱齿轮齿坯的结构一般有整体型和辐板型两种,其中,齿坯结构为辐板型的齿轮噪音较高,采用阻尼环可适当降低其噪音。
重合度
齿轮轮齿在传递载荷时会发生不同程度的形变,在齿轮啮入和啮出的瞬间,沿齿轮啮合线方向会产生啮合冲力,从而在齿轮传动时引起一定的扭转振动和噪音。若增大齿轮重合度,即啮合瞬间的平均齿数,则可将载荷分配到较多的轮齿上,降低齿面单位压力,从而减小轮齿的形变,改善啮入和啮出瞬间的冲击现象,进而减弱齿轮传动时的扭转振动,并降低噪音。当齿轮重合度由1.19增至2.07时,齿轮转速为1000rpm时可降低4dB噪音,转速为2000rpm可时降低6dB噪音。
对于斜齿轮,改变齿轮的螺旋角和齿宽的大小就可增大其重合度,但螺旋角不宜过大,否则会导致斜齿轮产生轴向震动。另外,通过增加齿轮齿数、增大齿顶高系数或减小齿轮压力角,均可增大齿轮重合度,从而实现降低噪音的目的。
压力角
齿轮传动系统要想传递一定的功率,就必须保持恒定的作用力。如果齿轮压力角增大,齿面法向力就会增大,这样实际齿面上齿轮的节线冲力和啮合冲力也会增大,从而导致齿轮震动,发出噪音。齿轮压力角会因齿轮中心距误差的变动而发生周期性变化,如果齿轮在轴上出现偏心,就会使齿轮传动产生震动和影响噪音频率,其中,震动的幅值将取决于偏心量的大小。
齿轮精度
齿轮精度对齿轮噪音影响极大,降低齿轮噪音的第一步就是提高齿轮精度。在单项误差中,齿距(基节或周节)和齿形对齿轮噪音影响最大。
(1)齿距。在齿轮一转范围内,即使只有一个齿距误差较大,齿轮也会产生明显的噪音。而且,当齿轮转速或载荷增大时,齿轮噪音的增减梯度也会变大。
(2)齿形。只依据齿形误差的大小并不能判断出其对齿轮噪音是否有影响,重点关注的应是齿形误差的形状,如齿轮节点附近出现“中凹”,就会明显增大齿轮噪音。
(3)齿圈径向跳动。齿圈径向跳动会引起齿距累计误差,从而影响齿轮传动的稳定性,增大齿轮传动时的噪音。
轮齿产生偏差及弹性形变
由于轮齿存在周节与基节偏差及弹性形变,因此在齿轮啮入或啮出时,会引起冲击及角速度的变化,即顶刃啮合产生干涉。当被动轮周节或基节大于公称值时,将在被动轮齿顶处发生顶刃啮合现象,从而产生震动和噪音。对此,应将轮齿修成鼓形齿,以便受载时载荷先接触靠近齿宽中部的区域,再逐渐扩大至整个齿宽,以改善载荷的分布状态,从而减少震动,降低胶印机齿轮噪音。
齿轮加工工艺
(1)剃齿工序。在剃齿工序中,利用剃齿刀对齿轮进行修形,可提高齿轮传动平稳性、减少啮合冲击和降低齿轮噪音。
(2)珩齿工序。珩齿工序主要是为了提高齿廓表面的光洁度,切削量以0.01~0.02mm为宜,否则将会破坏齿轮前道加工工序的精度。
齿轮类型
不同类型的齿轮具有不同的啮合形式。在载荷和速度相同的情况下,斜齿轮在啮合过程中所产生的噪音比直齿轮低3~10dB。所以,胶印机动力传递系统多采用斜齿轮。