三環(huán)減速器振動(dòng)與噪聲控制分析研究
§7-1 引言
對三環(huán)減速器振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)與噪聲分析研究的目的，就是為了能找到其產(chǎn)生較大振動(dòng)與噪聲的原因，進(jìn)而采取一定的方法來減少其振動(dòng)與噪聲。本章就是基于這個(gè)目的，而對減少三環(huán)減速器振動(dòng)系統(tǒng)與噪聲提出一些措施、方法。
§7-2 三環(huán)減速器振動(dòng)控制技術(shù)
振動(dòng)控制是指減小或消除不希望的振動(dòng)現(xiàn)象的一些技術(shù)措施，它的目的一方面是改善人們的工作環(huán)境和生活環(huán)境，另一方面是促進(jìn)國家工業(yè)化，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)建設(shè)的一個(gè)很重要的方面。
現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的三環(huán)減速器存在著非常大的振動(dòng)現(xiàn)象，大于400mm中心距的減速器根本不能正常使用，由此，對其開展振動(dòng)控制研究尤為必要。
下面，我們提出幾種振動(dòng)控制的方法，重點(diǎn)放在選擇和應(yīng)用上。
一、降低激勵(lì)源振動(dòng)水平
1、降低平面四桿機(jī)構(gòu)過死點(diǎn)的沖擊水平
在第二章中我們從理論的角度分析了三環(huán)減速器過死點(diǎn)位置時(shí)將存在的較大沖擊現(xiàn)象，并且第六章中的試驗(yàn)也證明了這點(diǎn)，所以要想降低三環(huán)減速器振動(dòng)水平，就必須降低其過死點(diǎn)位置的沖擊現(xiàn)象。
圖7-1 三環(huán)減速器內(nèi)嚙合齒輪副修形圖
如圖7-1示，三環(huán)減速器三套平面四桿機(jī)構(gòu)AB1C1D-01、AB2C2D2-02、AB3C3O3及外齒輪見圖中所示。在圖示位置時(shí)，平面四桿機(jī)構(gòu)AB1C1D處理死點(diǎn)位置，運(yùn)動(dòng)處于不確定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由于嚙合力的作用將產(chǎn)和瞬間的沖擊力。為了能除去或減少該沖擊力的作用，我們在一定的角度θ內(nèi)對AB1C1D上的內(nèi)齒輪進(jìn)行修形，使在死點(diǎn)位置時(shí)，平面四桿機(jī)構(gòu)AB1C1D不受嚙合力或少受嚙合力作用，這樣，通過其余兩套平面四桿機(jī)構(gòu)就能較易將其速成過死點(diǎn)位置，從而達(dá)到減不止或消除過死點(diǎn)的沖擊。同樣，對另兩套平面四桿機(jī)構(gòu)AB2C2D2及AB3C3O3作同樣的修形。這種方法我們已正在試驗(yàn)過程中。
2、降低內(nèi)嚙合齒輪副混合激振
從第六章的試驗(yàn)中，我們可以看見，造成振動(dòng)第一重要因素是沖擊激振，第二因素就是嚙合激振，有以下幾個(gè)因素對嚙合激振的產(chǎn)生有較大的影響。
（1）設(shè)計(jì)參數(shù)的影響
a.齒輪類型：斜齒輪工作時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)，而且齒輪工作時(shí)，嚙合沖擊較大；
b.模數(shù)：模數(shù)增大，齒的剛度增大，變形減少，振動(dòng)也隨之降低；
c.壓力角：壓力角增大，將引起合力和垂直分力增大，加大振動(dòng)；
d.齒寬：對高精度齒輪隨齒寬的增加，振動(dòng)下降，但對低精度齒輪影響不大；
e.齒坯形狀：齒輪輪輻厚與直徑之比的不同產(chǎn)生的振動(dòng)不同；
f.齒輪外徑：外徑增大，則振動(dòng)幅射面積增大；
g.材料：應(yīng)盡量選樣衰減性能好的材料；
（2）制造精度的影響
a.齒形誤差的影響；
b.基節(jié)誤差的影響；
c.齒面光潔度的影響；
d.接觸精度的影響；
其中齒形誤差的影響最大，其次是基節(jié)和齒面誤差。
（3）工作參數(shù)及工作條件的影響
a.選擇合適的嚙合系數(shù)：一般嚙合系數(shù)越大，振動(dòng)沖擊越小，但由于各種誤差的存在，過大則會引起干涉而加大振動(dòng)；
b.側(cè)隙的選樣：過小則不能保存油膜減小振動(dòng)，過大則反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沖擊較大；
c.載荷與速度：對沖擊的影響隨工況不同而不同；
d.潤滑：適當(dāng)?shù)臐櫥梢晕正X輪的振動(dòng)，但當(dāng)潤滑不當(dāng)時(shí)，齒輪將受到?jīng)_擊波激發(fā)，從而產(chǎn)生振動(dòng)。
二、改善箱體的結(jié)構(gòu)
從第二章的理論分析和第六章中的試驗(yàn)結(jié)果中可知，三環(huán)減速器箱體的振動(dòng)y向最大，Z向次之、X向最小，根據(jù)這種試驗(yàn)結(jié)論，我們應(yīng)該提高箱體Y向和Z向的剛度，特別是Y向的剛度。一般的齒輪傳動(dòng)裝置的箱體僅僅注意了Z向剛度，而對三環(huán)減速器，其振動(dòng)水平y(tǒng)向最大，所以應(yīng)注意提高三環(huán)減速器y向剛度。
提高三環(huán)減速器箱體y向的剛度有兩種措施：
1、改變箱體結(jié)構(gòu)
現(xiàn)在三環(huán)減速器箱體結(jié)構(gòu)一般參照通用減速器箱體結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)的，如圖6-4（a）（b）和圖3-1示，這種結(jié)構(gòu)的y向剛度較小，為了增加y向剛度，應(yīng)設(shè)計(jì)成圖7-2（b）示形狀，顯然，圖7-2（b）的結(jié)構(gòu)剛度比圖7-2（a）結(jié)構(gòu)大。
圖7-2 三環(huán)減速器箱體結(jié)構(gòu)
2、在箱體y向加肋板
如圖7-2（a）虛線所示，在y向加肋板以增大其y向剛度。
三、箱體材料選擇
選用衰減性好的材料制造箱體，以減小振動(dòng)，并改變箱體的固有頻率，以避開激勵(lì)頻率產(chǎn)生共振的影響。
四、箱體隔振
如圖7-3示，三環(huán)減速器由于受內(nèi)部激勵(lì)源的激勵(lì)而在y向產(chǎn)生較大的振動(dòng)，為了減小這種振動(dòng)的危害，可采取隔振措施，以減小其對基礎(chǔ)的影響，如圖7-3示，在三環(huán)減速器與基座的接觸面之間增加吸振或阻尼元件，以減不止其振動(dòng)對基礎(chǔ)的影響。
圖7-3
§7-2 三環(huán)減速器噪聲控制技術(shù)
三環(huán)減速器由于受激勵(lì)而產(chǎn)生振動(dòng)，由于其振動(dòng)而空氣中產(chǎn)生噪聲。噪聲對人的危害的多方面的。它可以使人耳聾，還可能引起高血壓，神經(jīng)官能和心臟病等疾病；噪聲污染環(huán)境，影響人們的正常工作和休息、特別強(qiáng)烈的噪聲還能損壞建筑物，影響儀器設(shè)備正常使用。噪聲已成為當(dāng)代四大公害之一。故研究噪聲控制技術(shù)尤為必要，也勢在必行。
三環(huán)減速器由于問世僅幾年，其噪聲控制技術(shù)研究尚屬空白。所以對其進(jìn)行研究尤為必要。從前述的理論分析和第六章的試驗(yàn)研究中，我們可以看出三環(huán)減速器在工作時(shí)產(chǎn)生的噪聲非常大，已經(jīng)超標(biāo)，為了能使其正常工作，減小噪聲污染，必須進(jìn)行噪聲控制。
我們知道，構(gòu)成聲音的三要素是聲源、介質(zhì)和接受器，故噪聲控制技術(shù)也一般從這三個(gè)方面著手，即從聲源上降低噪聲，在噪聲傳播途徑上加以控制，在接受點(diǎn)進(jìn)行防護(hù)。從聲源上降噪的是最積極和最有效的方法之一，使發(fā)聲體改為不發(fā)聲體或發(fā)聲小的物體。
下在我們簡單談?wù)剬θh(huán)減速器噪聲進(jìn)行控制的幾點(diǎn)措施：
一、從聲源上降噪；
物體由于振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲，要想降噪，就必須減少物體的振動(dòng)。所以要想減小三環(huán)減速器工作時(shí)產(chǎn)生的較大的噪聲，就必須減小其振動(dòng)，關(guān)于減小其振動(dòng)的措施我們已在上節(jié)中討論過了，這里就不在重復(fù)了。
二、在傳播途徑上降低噪聲
可半三環(huán)減速器源遠(yuǎn)離人們集中的地方，也可在聲源與人之間設(shè)置隔音室、隔離罩、隔音民間障等隔離噪聲向外傳播。
三、在接受點(diǎn)進(jìn)行防護(hù)
對接受噪聲的個(gè)人進(jìn)行防護(hù)，如佩帶耳塞、耳罩、防聲頭盔等。
