专利名称：螺旋锥齿轮副啮合噪音计算方法
技术领域：
本发明涉及一种螺旋锥齿轮副啮合的噪音计算。
背景技术：
齿轮在汽车、机床等机械产品中得到了广泛的应用，齿轮噪音是评价齿轮性能的重要参数。螺旋锥齿轮以其大速比，传动平稳而广泛应用在汽车、机床等机械行业。目前对螺旋锥齿轮副啮合噪音形成机理进行研究的很多，计算螺旋锥齿轮副噪音的方法是以圆柱齿轮噪音计算方法为基础，依据所应用的工作条件和相关的试验研究数据，对圆柱齿轮噪音计算方法作适当修正。这种方法计算的螺旋锥齿轮副的啮合噪音，对试验数据依赖很强， 用于指导设计和制造时，实际值与计算值符合性差。为了确保螺旋锥齿轮副的啮合噪音满足设计要求，都以提高制造精度来实现的，这种办法既增大工艺难度，又增加了制造成本且制造时间长。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述技术的缺点，提供一种方法简单、计算时间短，准确性好、对经验数据依赖性小的螺旋锥齿轮副啮合噪音计算方法。本发明的螺旋锥齿轮副啮合噪音计算方法，其特点在于所述的计算方法是将螺旋锥齿轮副的齿作为弹簧，齿轮本体做为质量的振动系；安装系统设为刚性的无振动，环境噪音不计算在内；以给定的载荷和噪音值选定参照点，其计算步骤如下1、根据整车设计要求确定噪音值、载荷、螺旋锥齿轮副的传动比、主动轮节圆线速度，主动轮节圆线速度不大于25米/秒，根据以上给定参数初步选取螺旋角35° 40°按噪音要求选择加工方法确定节圆跳动公差、齿距公差；2、根据上述参数，计算相对滑动率、重合度依据相对滑动率计算公式η = ι nl0-n20 ( ο.oooos ；式中η i。主动轮齿根被动轮齿顶滑动率之和，n2o主动轮齿顶被动轮齿根滑动率之和；依据公式ε a = gva/pvb计算出重合度，式中gva端面当量齿轮啮合线有效长度，单位毫米，Pvb端面当量齿轮基圆齿距，单位毫米，3、由螺旋锥齿轮副的相对滑动率和主动轮节圆线速度，计算螺旋锥齿轮振动速度系数，其计算公式fv = lg(io+ n*v)4、由工艺和制造精度，即节圆跳动公差和齿距公差，计算螺旋锥齿轮副振动的振幅，其计算公式X = (Fr2+fpb2)1/2
式中F,节圆跳动公差，单位微米；fpb单个齿距公差，单位微米；5、由螺旋角和重合度计算换算螺旋角，其计算公式Y1 = (l-tg(^/2))/ea1/4式中β :螺旋角，单位度；ε a 重合度；6、由传动比计算传动比系数，其计算公式Yu = U178式中U传动比；7、由螺旋锥齿轮副的振动速度系数、螺旋锥齿轮副振动的振幅、换算螺旋角和传动比系数，计算螺旋锥齿轮副啮合的噪音，其计算公式L = 20* (Y^Yu^fv+lgd+w) +lgX+1)式中W 齿轮副传递的功率，单位马力；8、结果分析由计算螺旋锥齿轮副啮合的噪音值和设计要求值，计算噪音差值，其计算公式Llo = I L-L01 ( 2式中Lui噪音差值Ltl设计点噪音值当Lui小于给定绝对误差时，螺旋锥齿轮副的设计参数满足设计要求，计算结束， 否则回到步骤1重新选择螺旋锥齿轮的设计参数螺旋角、节圆跳动公差、齿距公差，重复 1-8的步骤。本发明的螺旋锥齿轮副啮合噪音计算方法简单、计算时间短、误差小准确性高；通过计算分析，优化了螺旋锥齿轮副的结构参数，为合理选取制造工艺和制造精度、降低螺旋锥齿轮副啮合噪音提供了依据；提高了设计效率，缩短了设计制造周期，通过合理选取制造工艺和制造精度，有效的降低了制造成本。
附图是本发明的计算模型的示意图。图中1、被动螺旋齿轮，2、主动锥齿轮，3、参照点。
具体实施例方式将螺旋锥齿轮副的齿作为弹簧，齿轮本体做为质量的振动系；安装系统设为刚性的没有振动，环境噪音不计算在内；螺旋锥齿轮副给定载荷为74马力和噪音值80分贝并选定参照点3，参照点3与螺旋锥齿轮副的距离为1米，螺旋锥齿轮副啮合噪音计算步骤如下 计算数据见附表。附表
权利要求
1. 一种螺旋锥齿轮副啮合噪音计算方法，其特点在于所述的计算方法是将螺旋锥齿轮副的齿作为弹簧，齿轮本体做为质量的振动系；安装系统设为刚性的无振动，环境噪音不计算在内；以给定的载荷和噪音值选定参照点，其计算步骤如下A、根据整车设计要求确定噪音值、载荷、螺旋锥齿轮副的传动比、主动轮节圆线速度， 主动轮节圆线速度不大于25米/秒，根据以上给定参数初步选取螺旋角35° 40°按噪音要求选择加工方法确定节圆跳动公差、齿距公差；B、根据上述参数，计算相对滑动率、重合度依据相对滑动率计算公式n = I nl0-n20|彡0.00005 ； 式中H1。主动轮齿根被动轮齿顶滑动率之和， n2o主动轮齿顶被动轮齿根滑动率之和； 依据公式ε a = gva/pvb计算出重合度， 式中gva端面当量齿轮啮合线有效长度，单位毫米， Pvb端面当量齿轮基圆齿距，单位毫米，C、由螺旋锥齿轮副的相对滑动率和主动轮节圆线速度，计算螺旋锥齿轮振动速度系数，其计算公式fv = ig(io+n*v)D、由工艺和制造精度，即节圆跳动公差和齿距公差，计算螺旋锥齿轮副振动的振幅，其计算公式X = (Fr2+fpb2)1/2式中A节圆跳动公差，单位微米； fpb单个齿距公差，单位微米；E、由螺旋角和重合度计算换算螺旋角，其计算公式 Y1 = (l-tg(^/2))/ea1/4式中β 螺旋角，单位度； ε a 重合度；F、由传动比计算传动比系数，其计算公式Y = U1781Uu^式中11传动比；G、由螺旋锥齿轮副的振动速度系数、螺旋锥齿轮副振动的振幅、换算螺旋角和传动比系数，计算螺旋锥齿轮副啮合的噪音，其计算公式L = 20* (Yi*Yu*fv+lg (1+w) +lgX+1) 式中W 齿轮副传递的功率，单位马力；H、结果分析由计算螺旋锥齿轮副啮合的噪音值和设计要求值，计算噪音差值，其计算公式 Llo= L-L0 彡 2 式中=Lui噪音差值 L0设计点噪音值当Lui小于给定绝对误差时，螺旋锥齿轮副的设计参数满足设计要求，计算结束，否则回到步骤一重新选择螺旋锥齿轮的设计参数螺旋角、节圆跳动公差、齿距公差，重复A-H 的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种螺旋锥齿轮副啮合的噪音计算，其计算方法是将螺旋锥齿轮副的齿作为弹簧，齿轮本体做为质量的振动系；安装系统设为刚性的无振动，环境噪音不计算在内；以给定的载荷和噪音值选定参照点，根据整车设计要求确定噪音值、载荷、螺旋锥齿轮副的传动比、主动轮节圆线速度，计算相对滑动率、重合度计算螺旋锥齿轮振动速度系数，螺旋锥齿轮副振动的振幅，换算螺旋角，计算螺旋锥齿轮副啮合的噪音，结果分析。本发明计算方法简单、计算时间短、误差小准确性高；通过计算分析，优化了螺旋锥齿轮副的结构参数，为合理选取制造工艺和制造精度、降低啮合噪音提供了依据；提高了设计效率，缩短了设计制造周期，有效的降低了制造成本。
文档编号F16H55/02GK102192303SQ20111016819
公开日2011年9月21日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者李解平, 谢立湘, 赵尚吾, 黄俊琼 申请人:株洲齿轮有限责任公司