Závislosť hluku prevodovky od zaťaženia. Prečo rachotia ozubené kolesá? Brúsky na materiály

Lykov A.V., Lakhin A.M.Príspevok skúma problematiku znižovania hluku pri chode ozubených kolies. Bola vykonaná analýza príčin hluku a vibrácií pri prevádzke ozubených kolies a boli stanovené hlavné konštrukčné a technologické metódy na ich zníženie.

Kľúčové slová:

prevodovka, hluk, opotrebovanie.

Úvod

Jedným z najdôležitejších ukazovateľov výkonu ozubených kolies je hlučnosť ich chodu. Zvýšený hluk prevodov je v najväčšej miere typický pre vysokorýchlostné a silne zaťažené prevody a tento ukazovateľ vo väčšine prípadov charakterizuje aj spoľahlivosť a životnosť mechanizmu s prevodmi.

Hlavný obsah a výsledky práce

Hlučnosť ozubených kolies závisí od mnohých faktorov, medzi tie hlavné patrí presnosť radenia, ako aj zotrvačné parametre a parametre tuhosti sústavy. Chyby záberu sú príčinnými činiteľmi vynútených vibrácií a parametre zotrvačnosti a tuhosti určujú prirodzené vibrácie systému.

V dôsledku rozdielu v skutočných krokoch hnacích a hnaných kolies dochádza k nárazom protiľahlých zubov v momente ich záberu. To spôsobuje oscilačný proces. Nárazová sila je priamo závislá od rozdielu krokov záberu a obvodovej rýchlosti. Preto so zvyšujúcou sa rýchlosťou otáčania hriadeľov s ozubenými kolesami sa zvyšuje aj intenzita hluku.

Ďalším dôvodom vibrácií a hluku ozubených kolies je okamžitá zmena tuhosti ozubenia pri prechode z dvojpárového záberu zubov na jednopárový, ako aj okamžitá zmena trecej sily pôsobiacej medzi pracovnými profilmi. zubov v záberovom póle. To spôsobí, že sa vibrácie šíria z ozubených kolies na všetky časti prevodového mechanizmu a vytvárajú zvukové vlny.

Pri zvažovaní rôznych tvarov zubnej kontaktnej náplasti možno identifikovať nasledujúce charakteristické prípady (obr. 1).

Obrázok 1 - Tvary kontaktnej plochy párov zubov

Pri tvare kontaktnej plochy znázornenej na obr. 1, a, vytvára ozubené koleso tiché šušťanie a tiché bzučanie, ktoré sa prakticky zvyšuje so zvyšujúcou sa obvodovou rýchlosťou. V tomto prípade je zaťaženie rozložené rovnomerne na zuby a prenos sa považuje za vhodný. Pri tvare kontaktnej plochy (obr. 1, b) je počuť šušťanie bez zaťaženia a kvílenie pri zaťažení, ktoré sa zvyšuje so zvyšujúcou sa obvodovou rýchlosťou. Ozubené kolesá s tvarom kontaktnej plochy znázorneným na obr. 1,c, pri prevádzke bez zaťaženia vydávajú malé klopanie, ktoré sa rozvinie do kvílenia a častého prerušovaného klopania. V prípade (obr. 1, d) prevodovka vydáva časté prerušované klepanie, ktoré sa rozvinie do zavýjania.

Ako je zrejmé z tvarov kontaktnej plochy, hluk je spôsobený aj chybami v spracovaní základných otvorov skrine prevodovky, čo spôsobuje deformácie hriadeľov a ložísk pri montáži prevodu. To spôsobuje výsledky podobné chybám obvodového rozstupu a smeru zubov.

Na základe príčin hluku pri prevádzke ozubených kolies je možné určiť hlavné spôsoby jeho zníženia, medzi ktorými vyzdvihneme konštruktívne a technologické metódy.

Konštruktívne metódy zahŕňajú metódy súvisiace so zlepšovaním konštrukcie ozubených kolies, ktoré umožňujú eliminovať otrasy a vibrácie pri zábere párov zubov.

Na zlepšenie plynulého chodu ozubeného súkolesia je vhodné použiť namiesto priamych zubov ozubené kolesá so šikmým, v tvare V a so zakriveným ozubením. Takéto prevody umožňujú každému zubu zaberať nie okamžite po celej jeho dĺžke, zvyčajne nárazom, ale postupne, plynulo, čo spôsobuje elastické mikrodeformácie častí zubov, kompenzujúce chyby v obvodovom rozstupe a smere zuba. Prechod z priameho zuba na špirálovitý alebo zakrivený tvar zuba môže znížiť hladinu hluku o 10-12 dB.

Ak konštrukcia ozubeného kolesa z nejakého dôvodu neumožňuje použitie šikmého alebo zakriveného tvaru zuba, zníženie hluku možno dosiahnuť úpravou tvaru zuba. Tu možno rozlíšiť dve metódy: pozdĺžnu úpravu a úpravu tvaru profilu zuba. Pozdĺžna úprava spočíva v plynulej zmene rozmerov prierezu zuba po jeho dĺžke a najčastejšie ide o použitie súdkovitých zubov. Pri takýchto prevodoch sa šírka zubov zmenšuje od stredu k okrajom ozubeného krúžku. To umožňuje znížiť vplyv nesúosovosti zubov v dôsledku nerovnobežnosti osí hriadeľov a chýb smeru zubov, pričom sa zníži hlučnosť ozubenia o 3-4 dB.

Úprava tvaru profilu evolventného zuba najčastejšie spočíva v lemovaní hlavy a drieku zuba - cielené odstránenie časti profilu zuba pre rovnomernejšie usporiadanie zubov na kolese a zníženie chýb v hlavnom rozteči. To umožňuje zjednodušiť inštaláciu ozubených kolies v prevodovke a znížiť vplyv deformácie zubov pri prevádzke pod zaťažením. V dôsledku lemovania je kontakt zubov mimo línie záberu nahradený teoreticky správnym kontaktom pozdĺž línie záberu, v dôsledku čoho sa zväčšuje kontaktná plocha zubov a znižuje sa hladina hluku prevodu.

Je tiež známe, že jedným z faktorov určujúcich schopnosť prevodu tlmiť vibrácie je materiál kolesa. Výmenou aspoň jedného prevodu za plastové koleso možno výrazne znížiť hladinu hluku, čo sa najviac dosahuje pri vysokorýchlostných prevodovkách, v rezonančných prevádzkových režimoch a tiež pri zvýšenom zaťažení. Hluk nevýkonových prevodov je možné výrazne znížiť použitím ocelí s nízkou povrchovou tvrdosťou, kovových práškov a pod.. Dobrou kombináciou v ozubenom prevode je použitie ozubeného kolesa z ocele vysokej tvrdosti a brúsených zubov s kolesom vyrobeným z mäkšej ocele a holiacich zubov.

Pre tichší a hladší chod prevodovky pri konštantnom zaťažení by mal byť špecifikovaný minimálny prevodový modul. To zvyšuje axiálne a axiálne pomery prekrytia, zlepšuje hladký chod a znižuje vibrácie v zábere. Súčasne v dôsledku zmenšenia prierezu základne zuba zapojeného do záberu klesá úroveň prípustného zaťaženia zuba. Na kompenzáciu tohto nedostatku je potrebné zväčšiť priemer rozstupu, šírku ozubeného venca, použitie viacpárového ozubenia atď.

Hluk ozubeného kolesa možno znížiť aj poskytnutím pomeru prekrytia celého počtu zubov. Testy ukázali, že pomer prekrytia 2,0 poskytuje najtichší chod prevodovky.

Hluk prevodovky je ovplyvnený zaťažením zubov. So zvyšujúcim sa koeficientom zaťaženia sa dynamické zaťaženie v sieti znižuje. Zároveň sa zväčšujú elastické deformácie v zábere, čím sa kompenzujú nevyhnutné chyby rozstupu zubov, zvyšuje sa plynulosť prevodu a znižuje sa hladina hluku.

Hluk je navyše ovplyvnený dizajnom a materiálom skrine prevodovky, ktoré by mali zabrániť šíreniu zvuku do okolia. Liate puzdrá spravidla lepšie tlmia vibrácie ako zvárané. O kvalite maziva rozhoduje aj jeho schopnosť tlmiť vibrácie. Viac viskóznych mazív poskytuje tichší chod, no zároveň znižuje účinnosť prevodov. Typ ložísk ozubeného hriadeľa ovplyvňuje aj hlučnosť prevodovky. Valivé ložiská pracujúce s olejovým filmom pri vysokých otáčkach zaisťujú tichší chod ozubeného prevodu, pričom však majú podstatne vyššie straty trením v porovnaní s valivými ložiskami. Preto sa valivé ložiská odporúčajú na použitie vo vysokorýchlostných prevodovkách.

Medzi technologické metódy znižovania hluku pri prevádzke ozubených kolies budeme brať do úvahy hlavné technologické operácie dokončovacích zubov. Ako už bolo uvedené, hlavným vplyvom na hluk ozubených kolies je presnosť a kvalita povrchu zubov. Zníženie hluku ozubených kolies pri nekalených prevodoch možno najúčinnejšie dosiahnuť holením. Zároveň sú výrazne znížené chyby v obvodovom rozstupe, smere zubov a odchýlky profilu zubov. Pre kalené prevody je najefektívnejším a najúčinnejším spôsobom kontroly hluku honovanie prevodu, ktoré znižuje hluk prevodu o 2-4 dB. Brúsenie ozubených kolies poskytuje najvyššiu presnosť parametrov ozubeného venca a najnižšiu hladinu hluku prevodovky. Táto metóda je však najmenej produktívna.

závery

Štúdia vo všeobecnosti zistila, že hlavným zdrojom hluku pri prevádzke ozubeného súkolesia sú otrasy a vibrácie vyplývajúce z nepresnosti prvkov ozubeného súkolesia. Identifikovali sme hlavné konštrukčné a technologické metódy na zníženie hluku pri prevádzke ozubených kolies.

Zoznam použitej literatúry

1. Kudryavtsev V. N. Ozubené prevodovky. - M.: Mashgis, 1957. - 263 s.
2. Kosarev O.I. Metódy na zníženie budenia a vibrácií v čelnom ozubení. / O. I. Kosarev // Bulletin strojárstva. - 2001. - č.4. s. 8-14.
3. Rudnitsky V. N. Vplyv geometrických parametrov ozubených kolies na hluk v ozubených kolesách / V. N. Rudnitsky. So. čl. Prínos vedcov a odborníkov pre národné hospodárstvo / BGITA - Bryansk, 2001. - s. 125-128.

Článok popisuje simulačnú technológiu, ktorej účelom je eliminovať hluk generovaný ozubenými kolesami na prenos výkonu. Ide o dosť nepríjemný hluk s prevahou vysokých frekvencií, vznikajúci v dôsledku rotačných odchýlok (chyby prenosu) v dôsledku tvaru zubov a výrobných chýb. Pre zníženie chyby prevodu je potrebné určiť vhodný profil zuba s prihliadnutím na vplyv viacerých faktorov.

Táto technológia simulácie prevodovky sa používa v dizajne produktov od roku 2012. Príklad ukazuje zníženie chyby prevodovky a hlučnosti prevodu optimalizáciou profilu zubov pomocou prezentovanej simulačnej technológie.

1. Úvod

Ako výrobca komponentov v rámci skupiny spoločností Yanmar, Kanzaki Kokyukoki Mfg. Spol., s.r.o. navrhuje, vyrába a predáva hydraulické zariadenia a rôzne prevodovky. Spoločnosť má bohaté skúsenosti a vlastné technológie v širokej škále oblastí dizajnu a výroby, najmä ozubených kolies, ktoré sú hlavnými komponentmi kinematických systémov. Navyše v posledných rokoch je trend zvyšovania rýchlosti a pohodlia vozidiel nutnosťou znižovať hlučnosť prevodov, čo je veľmi ťažké dosiahnuť pomocou tradičných technológií. Tento článok popisuje simulačnú technológiu na zníženie hluku prevodovky, na ktorej v súčasnosti pracuje Kanzaki Kokyukoki Mfg.

2. Druhy hluku prevodov

Hluk prevodov v prevodovkách sa zvyčajne delí na 2 typy: pískanie a praskanie (pozri tabuľku 1). Pískanie je tenký vysokofrekvenčný hluk spôsobený predovšetkým malými chybami v profiloch zubov ozubených kolies a ich tuhosti. Praskanie je zvuk dotyku bočných plôch zubov ozubených kolies, ktorého hlavnými zdrojmi sú kolísanie zaťaženia pôsobiaceho na ozubené kolesá a medzery medzi bočnými plochami zubov (bočné medzery). Vo výrobkoch Kanzaki Kokyukoki Mfg. Hlavným problémom je často škrípanie, preto sa spoločnosť zameriava na určenie vhodného profilu zubov počas fázy návrhu, konštrukcie a kontroly kvality vyrábaných ozubených kolies.

3. Mechanizmus pískania

Príčinou pískania je jav, pri ktorom sa vibrácie spôsobené malými odchýlkami otáčania v dôsledku chýb profilu zubov alebo výrobných chýb prenášajú cez ložiská hriadeľa ozubeného kolesa do skrine, čo má za následok vibrácie povrchu skrine (viď obr. 1).

Tieto rotačné odchýlky vznikajú v dôsledku chýb v uhle natočenia zubov pri ich zábere, čo sa nazýva chyba prenosu.

Príčiny chyby prevodovky možno zase rozdeliť na geometrické faktory a faktory tuhosti zubov. Ak sú prítomné geometrické faktory (pozri obr. 2), dochádza k odchýlke od ideálneho evolventného záberu v dôsledku chyby inštalácie alebo nesúososti hriadeľa, čo vedie k oneskoreniu alebo posunu uhla natočenia hnaného ozubeného kolesa. Okrem toho vznikajú odchýlky uhla natočenia v dôsledku nerovností bočných plôch zubov.

V prítomnosti faktorov spojených s tuhosťou zubov (pozri obr. 3) sa tuhosť záberu mení v závislosti od toho, koľko zubov je v danom čase v kontakte, čo má za následok odchýlky uhla natočenia hnaného kolesa.

Inými slovami, geometrické faktory a faktory tuhosti zubov pôsobia spoločne, aby ovplyvnili chybu prenosu a tým vytvorili vzrušujúcu silu. Preto pri navrhovaní nízkohlučného prevodu treba brať do úvahy tieto faktory pre výber vhodného profilu zubov.

4. Ako znížiť chybu prenosu

Ako je uvedené vyššie, je potrebné zvážiť niekoľko faktorov, aby sa znížila chyba prevodovky v prevodoch.
Na obr. Obrázok 4 znázorňuje vzťah medzi krútiacim momentom a chybou prevodu pre špirálové ozubené koleso s ideálnym evolventným profilom (neupravené) a iné ozubené koleso so špeciálne upraveným profilom zubov. Tu sa na zmenu profilu zuba špeciálne zavedie odchýlka od ideálneho evolventného profilu, ako je znázornené na obr. 4 (vpravo). Neupravený prevod s menšou profilovou chybou má optimálny výkon z hľadiska kolísania chyby prevodu pri nízkom zaťažovacom momente, zatiaľ čo prevod s upraveným profilom má lepší výkon, keď je záťažový moment nad určitou hodnotou. To ukazuje, ako možno minimalizovať odchýlky v chybe ozubeného kolesa zmenou profilu zubov tak, aby zodpovedali zaťaženiu ozubeného kolesa.

Aby bolo možné predpovedať vplyv rôznych javov na ozubené koleso v kinematickom systéme a zohľadniť ho vo fáze návrhu, Kanzaki Kokyukoki Mfg. vyvinula technológiu modelovania, ktorú používa v dizajne produktov od roku 2012 (pozri obr. 5). Pomocou údajov o profile zubov pre rôzne typy ozubených kolies ako vstupu môže technológia vyhodnotiť parametre, ako je nosnosť a chyba prevodovky v reálnych prevádzkových podmienkach, pomocou analýzy deformácie hriadeľa ozubeného kolesa a ložísk.

5. Príklad aplikácie technológie v dizajne produktov

Nižšie uvedený príklad ukazuje zníženie chyby prevodovky v prevodovke úžitkového vozidla. V tomto prípade je cieľom znížiť chybu prevodu analýzou možnej zmeny v trojrozmernom profile zubov kužeľového kolesa v počiatočnej fáze návrhu, pričom sa zohľadnia odchýlky profilu zubov vyplývajúce z deformácie hriadeľa, ložísk a iných komponentov. , ako je znázornené na obr. 6.

Aby sa potvrdili zlepšenia výkonu vylepšeného profilu zubov, merali sa profily zubov, chyby prevodu a hlučnosť záberu výrobného ozubeného kolesa a jeho vylepšeného variantu.
Výsledky pre chybu prenosu sú uvedené na obr. 7. Merania sú zobrazené vľavo a výsledky analýzy týchto meraní so sledovaním poradia záberov sú zobrazené vpravo. Výsledky porovnania poradia záberu ukazujú, že vylepšený prevod má menšiu odchýlku chyby prevodu.
Výsledky meraní hluku záberu prezentované na obr. 8 ukazujú významné zníženie hluku v vylepšenom ozubenom kole pri frekvenciách záberu druhého a tretieho rádu.

6. Záver

Článok popisuje technológiu modelovania vyvinutú spoločnosťou Kanzaki Kokyukoki Mfg, ktorá je súčasťou skupiny spoločností. na zníženie hluku prevodovky. Táto technológia sa používa v nových dizajnoch, kde pomáha predpovedať výkon vo fáze návrhu. V budúcnosti sa očakáva, že táto simulačná technológia bude naďalej prispievať k vývoju lepších riešení pre zákazníkov zmenšením veľkosti a zvýšením výkonu a spoľahlivosti produktov.

Keď je zo vzorcov (12) a (15) známe, od čoho závisí hladina akustického tlaku v bode návrhu, možno na zníženie hluku použiť nasledujúce metódy:

1) zníženie hluku pri zdroji;

2) zmena smeru žiarenia;

3) racionálne plánovanie podnikov a dielní, akustická úprava priestorov;

4) zníženie hluku pozdĺž cesty jeho šírenia. Zníženie hluku pri zdroji. Boj proti hluku s

jeho zníženie pri zdroji (zníženie Lp) je najracionálnejšie.

Hluk mechanizmov vzniká v dôsledku pružných vibrácií ako celého stroja ako celku, tak aj jeho jednotlivých častí. Príčinou vzniku týchto vibrácií sú mechanické, aerodynamické a elektrické javy určené konštrukciou a povahou činnosti mechanizmu, ako aj technologické nepresnosti pri jeho výrobe a napokon prevádzkové podmienky. V tomto ohľade sa rozlišuje hluk mechanického, aerodynamického a elektromagnetického pôvodu.

Mechanický hluk. Faktory spôsobujúce hluk mechanického pôvodu sú: zotrvačné rušivé sily vznikajúce pri pohybe častí mechanizmu s premenlivými zrýchleniami; kolízia častí v spojoch v dôsledku nevyhnutných medzier; trenie v spojoch častí strojov; rázové procesy (kovanie, razenie) atď.

Hlavnými zdrojmi hluku, ktorého vznik priamo nesúvisí s technologickými operáciami vykonávanými strojom, sú predovšetkým valivé ložiská a ozubené kolesá, ako aj nevyvážené rotujúce časti.

Frekvencie kmitov, a teda aj vytvorený hluk

nevyváženosť, násobky n/60 (n je rýchlosť otáčania, ot./min.).

Spektrum hluku guľôčkových ložísk zaberá široké frekvenčné pásmo. Akustický výkon P závisí od rýchlosti otáčania stroja:

Zvýšenie rýchlosti otáčania valivých ložísk z px na p2 (ot./min.) vedie k zvýšeniu hluku o hodnotu ΔL (dB):

Ozubené kolesá sú zdrojom hluku v širokom frekvenčnom rozsahu. Hlavnými príčinami hluku sú deformácie protiľahlých zubov vplyvom prenášaného zaťaženia a dynamických procesov v zábere spôsobených nepresnosťami pri výrobe kolies. Hluk je svojou povahou diskrétny.

Hluk prevodovky sa zvyšuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou kolies a zaťažením.

Zníženie mechanického hluku je možné dosiahnuť zlepšením technologických procesov a zariadení, výmenou zastaraných procesov a zariadení za nové. Napríklad zavedením automatického zvárania namiesto ručného zvárania sa eliminuje tvorba rozstrekov na kove, čím sa eliminuje hlučná prevádzka čistenia zvaru. Použitie frézovacích traktorov na spracovanie kovových hrán na zváranie namiesto pneumatických sekáčov robí tento proces oveľa menej hlučným.

Zvýšená hladina hluku je často dôsledkom poruchy alebo opotrebovania mechanizmov a v tomto prípade môžu včasné opravy znížiť hluk.

Treba poznamenať, že vykonávanie mnohých opatrení na boj proti vibráciám (pozri kapitolu 4) súčasne znižuje hluk. Na zníženie mechanického hluku je potrebné:

nahradiť nárazové procesy a mechanizmy bezúrazovými; napríklad použiť v technologickom cykle hydraulicky poháňané zariadenia namiesto zariadení s kľukovým alebo excentrickým pohonom;

nahradiť lisovanie lisovaním, nitovanie zváraním, orezávanie rezaním atď.;

nahradiť vratný pohyb častí rovnomerným rotačným pohybom;

namiesto čelných ozubených kolies používajte špirálové a chevronové ozubené kolesá a tiež zvýšte triedy presnosti spracovania a čistotu povrchu ozubených kolies; Eliminácia chýb v zábere ozubených kolies má za následok zníženie hluku o 5-10 dB, nahradením čelných ozubených kolies ozubenými kolesami s rybou kosťou - o 5 dB;

ak je to možné, vymeňte prevody a reťazové pohony za pohony s klinovým remeňom a ozubeným remeňom; napríklad výmena ozubeného prevodu za klinový remeň znižuje hluk o 10-15 dB;

vždy, keď je to možné, vymeňte valivé ložiská za klzné ložiská; takáto náhrada znižuje hluk o 10-15 dB;

ak je to možné, nahraďte kovové časti časťami vyrobenými z plastu a iných „tichých“ materiálov alebo striedajte narážajúce a trecie kovové časti s časťami vyrobenými z „tichých“ materiálov, napríklad použite textolitové alebo nylonové prevody spárované s oceľovými; Výmena jedného z oceľových ozubených kolies (v páre) za nylonový prevod znižuje hluk o 10-12 dB;

použitie plastov pri výrobe častí krytu dáva dobré výsledky. Napríklad výmena oceľových krytov prevodoviek za plastové vedie k zníženiu hluku o 2-6 dB pri stredných frekvenciách a o 7-15 dB pri vysokých frekvenciách;

pri výbere kovu na výrobu dielov je potrebné vziať do úvahy, že vnútorné trenie v rôznych kovoch nie je rovnaké, a preto je „zvuk“ odlišný, napríklad obyčajná uhlíková oceľ a legovaná oceľ sú viac „ zvučný“ ako liatina; po vytvrdnutí majú zliatiny mangánu s 15-20% medi a zliatiny horčíka väčšie trenie; časti vyrobené z nich znejú matne a pri údere slabnú; chrómovanie oceľových častí, ako sú lopatky turbíny, znižuje ich „zvuk“; keď sa teplota kovov zvýši o 100-150 ° C, stanú sa menej zvučné;

širšie používať nútené mazanie trecích plôch v kĺboch, čo tiež znižuje ich opotrebovanie;

aplikovať vyváženie rotujúcich prvkov stroja;

použitie tesniacich materiálov a elastických vložiek v spojoch na odstránenie alebo zníženie prenosu vibrácií z jednej časti alebo časti jednotky na druhú; Preto pri vyrovnávaní plechov musí byť kovadlina inštalovaná na tesnení z tlmiaceho materiálu.

Inštalácia mäkkých podložiek na miesta, kde časti padajú z dopravníka alebo padajú zo strojov alebo valcovní, môže výrazne znížiť hluk.

Pri tyčových automatoch a revolverových strojoch sú zdrojom hluku rúrky, v ktorých sa tyčový materiál otáča. Na zníženie tohto hluku sa používajú rôzne konštrukcie nízkohlučných rúr: dvojplášťové rúry s gumou položenou medzi nimi, rúry s vonkajším povrchom obaleným gumou atď.

Na zníženie hluku, ktorý vzniká pri prevádzke omieľacích bubnov, drvičov, guľových mlynov a iných zariadení, sú vonkajšie steny bubna obložené pásovou gumou, azbestovou lepenkou alebo inými podobnými tlmiacimi materiálmi.

Aerodynamický hluk. Aerodynamické procesy zohrávajú v moderných technológiách veľkú úlohu. Každé prúdenie plynu alebo kvapaliny je spravidla sprevádzané hlukom, a preto je potrebné veľmi často narážať na problémy s aerodynamickým hlukom. Tieto zvuky sú hlavnou zložkou hluku ventilátorov, dúchadiel, kompresorov, plynových turbín, parných a vzduchových výfukov, spaľovacích motorov, čerpadiel atď.

Medzi zdroje aerohydrodynamického hluku patria: vírivé procesy v prúdení pracovného média; vibrácie okolia4 spôsobené rotáciou obežných kolies; tlakové pulzácie pracovného prostredia; vibrácie média spôsobené heterogenitou prúdenia vstupujúceho do lopatiek kolies. V hydraulických mechanizmoch sa k týmto zdrojom hluku pridávajú aj kavitačné procesy.

Pri pohybe telesa vo vzdušnom alebo plynnom prostredí, keď prúdenie média fúka cez teleso blízko povrchu telesa, vznikajú víry, ktoré sa od neho periodicky odtrhávajú (obr. 43, a). Kompresné a riediace víry, ktoré vznikajú pri rozpade média, sa šíria vo forme zvukovej vlny. Tento zvuk sa nazýva vír.

Frekvencia zvuku víru (Hz) je vyjadrená vzorcom

f=Sh(v/D)

kde Sh je Strouhalovo číslo, určené experimentálne; v - rýchlosť prúdenia, m/s; D je priemet šírky prednej plochy tela na rovinu kolmú na v; pre guľu a valec je hodnota D ich priemery.

Vírový hluk pri obtekaní telies zložitého tvaru má spojité spektrum.

Zvukový výkon vírivého hluku (W)

kde k je koeficient závislý od tvaru telesa a režimu prúdenia; cx je koeficient odporu vzduchu.

Z toho je vidieť, že na zníženie vírového hluku je potrebné v prvom rade znížiť rýchlosť prúdenia a zlepšiť aerodynamiku telies.

Ryža. 43. Aerodynamický hluk:

a - vír; b - hluk z nehomogenity prúdenia; c - hluk trysiek; 1 - prekážka; 2—rýchlostné pole v absolútnom pohybe; 3 - to isté v relatívnom pohybe; 4 — lopatka kolesa; 5 - smer otáčania

Pri hydraulických strojoch s rotujúcimi obežnými kolesami (ventilátory, turbíny, čerpadlá atď.) vzniká hluk z nerovnomerného prúdenia.

Nehomogenita prúdenia na vstupe alebo výstupe kolesa, ktorá vzniká v dôsledku zle aerodynamických konštrukčných dielov alebo vodiacich lopatiek, vedie k nestálemu prúdeniu okolo lopatiek kolesa a stacionárnych prvkov umiestnených v blízkosti kolesa a v dôsledku toho k hluku z nehomogenity (hluk od prekážok v prúde, lopatky, hluku sirény).

Vznik hluku z nehomogenity prúdenia, ako aj vírový hluk, je spôsobený pulzáciami tlaku na prekážkach a lopatkách (obr. 43, b).

Pri relatívnom pohybe sa rýchlosť na vstupe do kolesa rovná geometrickému súčtu rýchlosti v absolútnom pohybe a obvodovej rýchlosti. Keď lopatka narazí na aerodynamický tieň prekážky (prehĺbenie profilu absolútnej rýchlosti), relatívna rýchlosť sa zmení vo veľkosti a smere a spôsobí zmenu uhla nábehu a následne aj vektora sily pôsobiaceho na lopatku. , čo spôsobuje vzhľad zvukového impulzu. _ Zvukový výkon hluku z nehomogenity prúdenia je tiež určený výrazom (15), keďže povaha oboch zvukov je rovnaká.

Hluk prevodovky je spôsobený vibráciami kolies a konštrukčných prvkov s nimi spojených. Príčinou týchto vibrácií je vzájomná kolízia zubov pri vstupe do záberu, premenlivá deformácia zubov spôsobená nestálosťou síl na ne pôsobiacich, kinematické chyby ozubených kolies a premenlivé trecie sily.

Šumové spektrum zaberá široké frekvenčné pásmo, výrazné je najmä v rozsahu 2000-5000 Hz. Na pozadí spojitého spektra existujú diskrétne zložky, z ktorých hlavné sú frekvencie spôsobené vzájomnou zrážkou zubov, vplyvom chýb v zábere a ich harmonických. Zložky vibrácií a hluku z deformácie zubov pri zaťažení sú svojou povahou diskrétne so základnou frekvenciou rovnajúcou sa frekvencii opätovného spájania zubov. Frekvencia pôsobenia akumulovanej chyby prevodu je násobkom rýchlosti otáčania. Existujú však prípady, keď akumulovaná chyba kruhového rozstupu nezodpovedá rýchlosti otáčania; v tomto prípade bude existovať ďalšia diskrétna frekvencia rovnajúca sa frekvencii tejto chyby.

Kmity sú vybudené aj pri frekvenciách určených chybami páru ozubených kolies (nesúosenie osí, odchýlka od stredovej vzdialenosti atď.). Prevodovka je systém s rozloženými parametrami a má veľký počet vlastných frekvencií vibrácií. To vedie k tomu, že takmer vo všetkých režimoch je chod radenia sprevádzaný výskytom kmitov na rezonančných frekvenciách. Zníženie hladiny hluku je možné dosiahnuť znížením veľkosti pôsobiacich premenných síl, zvýšením mechanickej impedancie v miestach ovplyvnených premenlivými silami, znížením koeficientu prenosu zvukových vibrácií z miest vzniku do miest vyžarovania, znížením rýchlostí kmitania. zlepšením konštrukcie oscilujúceho telesa, zmenšením plochy žiarenia zvýšením vnútorného trenia materiálových kolies Na výrobu ozubených kolies sa používajú hlavne uhlíkové a legované ocele. V tých prípadoch, kde je potrebné zabezpečiť menej hlučný chod prevodovky, sa na prevody používajú nekovové materiály. Predtým sa na tento účel vyrábali ozubené kolesá z dreva a kože; V súčasnosti sa vyrábajú z textolitu, drevoplastov a polyamidových plastov (vrátane nylonu).

Ozubené kolesá vyrobené z plastu majú oproti kovovým rad výhod: odolnosť proti opotrebeniu, tichý chod, schopnosť obnoviť tvar po deformácii (pri nízkom zaťažení), jednoduchšia výrobná technológia atď. Spolu s tým majú značné nevýhody, ktoré obmedzujú plochu. ich použitie, relatívne nízka pevnosť zubov, nízka tepelná vodivosť a vysoký koeficient lineárnej tepelnej rozťažnosti. Najpoužívanejšie na výrobu ozubených kolies sú termosetové plasty na báze fenolformaldehydovej živice. Trvanlivé výrobky z nich sa získavajú zavedením organického plniva do materiálu. Ako plnivo sa používa bavlnená tkanina v množstve 40 až 50 % hmotnosti hotového plastu alebo dreva v množstve 75 až 80 %, ako aj sklolaminát, azbest a vlákna.

Laminované plasty sa vyrábajú z dvoch typov: textolit a drevolaminovaný plast (drevotrieska). Výrobky z týchto plastov sa získavajú vo väčšine prípadov mechanickým spracovaním. Spomedzi termoplastických živíc sú široko používané polyamidové živice. Kombinujú dobré odlievacie vlastnosti, pomerne vysokú mechanickú pevnosť a nízky koeficient trenia. Ozubené kolesá sú vyrobené buď výhradne z polyamidov alebo v kombinácii s kovom. Použitie polyamidov na ráfiky kolies s kovovými nábojmi umožňuje znížiť škodlivý vplyv vysokého koeficientu lineárnej tepelnej rozťažnosti polyamidových živíc na presnosť ozubeného prevodu. Ozubené kolesá vyrobené z polyamidových materiálov nemôžu dlhodobo fungovať pri teplotách nad 100 °C a pod 0 °C, pretože strácajú mechanickú pevnosť. Pre zvýšenie mechanickej pevnosti sú ozubené kolesá vyrobené z plastov spevnené zavedením špeciálnych dielov vyrobených z kovu, sklolaminátu alebo iného materiálu s pevnosťou vyššou ako má plast. Výstužná časť je vyrobená z plechu 0,1-0,5 mm, reprodukujúceho tvar ozubeného kolesa, ale výrazne menších vonkajších rozmerov. Diel je vybavený otvormi a drážkami na prechod plastu a je inštalovaný vo forme tak, že je celý pokrytý plastom. V závislosti od hrúbky kolesa sa zavádza jedna alebo viac takýchto častí. Týmto spôsobom môžu byť zosilnené nielen čelné, ale aj globoidné ozubené kolesá, ako aj závitovky a vačky.

Porovnávacie testy ozubených kolies s plastovými kolesami a oceľovými kolesami vykonané spoločnosťou TsNIITMASH potvrdili účinnosť použitia plastov na zníženie hluku. Hladina akustického tlaku párov oceľ-nylon sa tak znížila o 18 dB v porovnaní s hladinou akustického tlaku oceľových párov ozubených kolies. Zvýšenie zaťaženia plastových prevodov spôsobuje menší nárast hluku ako pri oceľových prevodoch. Porovnávacie hodnotenie hlučnosti párov oceľ-nylon a nylon-nylon vo všetkých prevádzkových režimoch ukazuje, že na zníženie hluku prevodov prakticky stačí vymeniť jeden prevod za plastový.

Účinnosť odhlučnenia vďaka použitiu plastových koliesok je vyššia pri vysokých frekvenciách ako pri nízkych. Guma sa stala materiálom, ktorý v moderných technológiách nachádza stále viac nových oblastí použitia. Pevnosť, spoľahlivosť a životnosť gumových dielov je daná správnym výberom dizajnu, optimálnymi rozmermi, značkou gumy a racionálnou technológiou výroby dielov. Prax ukázala efektívnosť používania elastických prevodov, ako aj kolies s vnútornou izoláciou vibrácií. Ako prvky takýchto výrobkov sa používajú pružné gumové spoje. Elasticita prevodu je dosiahnutá zosilnením gumových vložiek medzi nábojom a korunou kolesa. To pomáha zmäkčiť a znížiť rázové zaťaženie na zub kolesa.

Technológia výroby ozubených kolies, princíp tvorby zubov, typ rezného nástroja, prídavky na opracovanie a presnosť obrábacích strojov určujú kvalitu nielen odchýlkami jednotlivých záberových prvkov, ale predurčujú aj kinematickú súhru záberových prvkov. Nahromadené chyby v obvodovom rozstupe ozubených kolies a kombinácia týchto chýb zvyčajne spôsobujú nízkofrekvenčné kmity.

Nízkofrekvenčné budenie systémov sú tiež spôsobené lokálnymi akumulovanými a jednotlivými chybami na profile zubov, ktorých umiestnenie pozdĺž otáčania kolesa je náhodné. Poruchy chodu závitovkového kolesa rezacieho stroja na ozubenie (nepresnosť stúpania závitovkového kolesa, hádzanie závitovky) spôsobujú tvorbu vyvýšenín alebo prechodových oblastí (vln) na povrchu zubov. Obvodová vzdialenosť medzi čiarami nerovností zodpovedá rozstupu zubov indexového kolesa stroja, a preto frekvencia vibrácií tohto typu závisí od počtu zubov indexového kolesa rezacieho stroja na ozubenie. Intenzívny hluk vo vysokofrekvenčnej oblasti je spôsobený odchýlkami od evolventy, veľkosti, tvaru a rozstupu zubov. V týchto prípadoch smer pôsobenia síl pôsobiacich na zuby; sa môže líšiť od smeru teoretického pôsobenia síl pri ideálnom zábere. To vedie k vzniku iných foriem vibrácií. torzné, priečne s frekvenciami odlišnými od uvažovaných.

Okrem uvažovaných akumulačných chýb, ktoré majú cyklický charakter, existujú takzvané zábehové chyby. Jedným zo spôsobov, ako znížiť vibrácie a hluk ozubených kolies, je zlepšiť presnosť ich výroby.

V dôsledku použitia týchto operácií sa zníži veľkosť cyklicky pôsobiacich chýb a tým sa výrazne zníži tvorba hluku (o 5-10 dB). Dlhodobé brúsenie zubov sa neodporúča, pretože vedie k neprijateľnému skresleniu ich profilu. Eliminácia a redukcia cyklických chýb v záberových prvkoch ozubených kolies je dosiahnutá zvýšením presnosti výroby profilu zubov a presnosti hlavného rozstupu. Základná chyba stúpania musí byť menšia ako deformácia zaťažením alebo tepelná deformácia, a preto nebude mať za následok výrazné dodatočné dynamické zaťaženie. V niektorých prípadoch je možné znížiť škodlivé účinky cyklických chýb aj jemným doladením kontaktných bodov počas testovania a zvýšením dodávky oleja. Hladina hluku sa zníži, ak sú zuby kolies vyrobené čo najpružnejšie z dôvodu vysokej korekcie alebo ak sa upravia podľa výšky profilu. Významným faktorom pri zlepšovaní kvality ozubených kolies je zvýšenie presnosti a kinematického chodu reťaze a podávacej reťaze odvaľovacích fréz na ozubenie, ako aj zabezpečenie konštantnej teploty počas procesu rezania ozubenia.

Veľkosť cyklickej chyby na rezanom kolese rýchlo klesá so zvyšujúcim sa počtom zubov na indexovacom kolese stroja. Preto sa používajú stroje s veľkým počtom zubov indexového kolesa. Keď prevodový mechanizmus pracuje pri nízkych otáčkach bez otvorov alebo nárazov, frekvenčné spektrum hluku zodpovedá spektru kinematickej chyby ozubeného prevodu. Amplitúdy zložiek spektra sú určené veľkosťou povolených chýb a podmienkami vyžarovania zvukových vĺn do okolia. Pri chode ozubenia s otváraním, ku ktorému dochádza pri vysokých rýchlostiach a premenlivom zaťažení, dochádza ku krátkodobým impulzom so širokým frekvenčným spektrom, ktoré prispievajú k zvýšeniu hladiny hluku v niektorých prípadoch o 10-15 dB. Veľkosť týchto impulzov a intervaly medzi nimi môžu byť premenlivé. Pri konštantnej rýchlosti otáčania vedie zdvojnásobenie prenášaného krútiaceho momentu k zdvojnásobeniu lineárnych deformácií a amplitúdy kmitov. Vydávaný akustický výkon je úmerný druhej mocnine zaťaženia. Preto hluk a vibrácie závisia od zaťaženia v podstate rovnakým spôsobom ako od rýchlosti otáčania. Zníženie hluku prevodovky možno dosiahnuť znížením rýchlosti otáčania ozubených kolies. Zásadný vplyv na zvýšenie hlučnosti prevodov majú aj montážne a prevádzkové závady. Chyby montáže zahŕňajú zväčšené vôle v ložiskách, nesúososť osí, nedodržiavanie osových vzdialeností spojených ozubených kolies, ich nepresné vycentrovanie, hádzanie spojok. Prevádzkové faktory ovplyvňujúce hlučnosť ozubených kolies zahŕňajú zmeny prenášaného krútiaceho momentu (najmä , jeho kolísanie), režimy opotrebovania a mazania a množstvo maziva. Zmena prenášaného krútiaceho momentu spôsobuje nárazový charakter interakcie zubov v zábere.

Neprítomnosť alebo nedostatočné množstvo mazív kovových prevodov vedie k zvýšenému treniu a v dôsledku toho k zvýšeniu hladiny akustického tlaku o 10-15 dB. Zníženie intenzity nízkofrekvenčných hlukových komponentov sa dosahuje zvýšením kvality montáže a dynamického vyváženia rotujúcich častí, ako aj zavedením elastických spojok medzi prevodovku a motor, prevodovku a pohon. Zavedenie elastických prvkov do systému znižuje dynamické zaťaženie zubov ozubených kolies. K zníženiu hluku vedie aj usporiadanie ozubených kolies v blízkosti podpier na dvojložiskových hriadeľoch, pokiaľ možno v pevnom uložení bez medzier v podperách.

Použitie špeciálnych tlmičov ako v samotných prevodoch, tak aj v celom mechanizme posúva maximum zvukovej energie smerom k stredným frekvenciám. Zmenšenie medzier medzi zubami výrazne znižuje amplitúdu vibrácií ozubených kolies spôsobených vonkajšími príčinami, avšak zníženie medzery na hodnoty nižšie, ako povoľujú normy, spôsobí citeľné zhoršenie prevádzky prevodovky.

Na zníženie hluku a vibrácií je potrebná včasná a kvalitná oprava ozubených kolies, pri ktorej sa medzery vo všetkých spojoch dostanú do stanovených tolerancií. Kryty majú malé rozmery a vnútorná vzduchová dutina prevodových systémov patrí do triedy „malých“ akustických objemov, ktorých rozmery sú menšie ako vlnová dĺžka pri nízkych a stredných frekvenciách. Obvodové konštrukcie sú pevne spojené s kovovými nosnými konštrukciami, celková hladina hluku vyžarovaného prevodovými systémami je určená úrovňou hluku vyžarovaného tenkostennými plotovými krytmi, rozmery sálavých plotov sú zvyčajne úmerné vzdialenostiam priestorov, v ktorých sa nachádza personál údržby.

Priemyselný hluk je všeobecnou biologickou dráždivosťou, ktorá nielenže znižuje sluch, ale ovplyvňuje aj kardiovaskulárny a nervový systém človeka.

Štúdie účinkov hluku na ľudský organizmus ukázali, že dlhodobý a krátkodobý hluk, stabilný hluk s rovnakou všeobecnou úrovňou, ale odlišným spektrálnym zložením, ako aj impulzný hluk s rôznym časom zvýšenia intenzity na maximum majú rôzne účinky na ľudské telo.

Vplyv hluku na človeka možno rozdeliť v závislosti od intenzity a spektra hluku do nasledujúcich skupín:

Veľmi silný hluk s úrovňou 120...140 dB a viac, bez ohľadu na spektrum, môže spôsobiť mechanické poškodenie sluchových orgánov a spôsobiť vážne poškodenie tela;

Silný hluk s hladinami 100...120 dB pri nízkych frekvenciách, nad 90 dB pri stredných a vyšších frekvenciách, 75...85 dB pri vysokých frekvenciách spôsobuje nezvratné zmeny v orgánoch sluchu a pri dlhšom pôsobení môže spôsobiť množstvo choroby, predovšetkým nervového systému;

Nižšie hladiny hluku 60...75 dB pri stredných a vysokých frekvenciách majú škodlivý vplyv na nervovú sústavu človeka, ktorý sa venuje práci vyžadujúcej sústredenú pozornosť.

Sanitárne normy rozdeľujú hluk do troch tried a stanovujú prijateľnú úroveň pre každú z nich:

Trieda 1 - nízkofrekvenčný šum (najväčšie zložky v spektre sa nachádzajú pod frekvenciou 350 Hz, nad ktorou hladiny klesajú) s prijateľnou úrovňou 90...100 dB;

Trieda 2 - stredofrekvenčný šum (najvyššie hladiny v spektre sa nachádzajú pod frekvenciou 800 Hz, nad ktorou hladiny klesajú) s prijateľnou úrovňou 85...90 dB;

Trieda 3 - vysokofrekvenčný šum (najvyššie úrovne v spektre sa nachádzajú nad frekvenciou 800 Hz) s prijateľnou úrovňou 75...85 dB.

Tie. hluk sa nazýva nízkofrekvenčný s frekvenciou kmitov nie väčšou ako 400 Hz, stredná frekvencia - 400 ... 1 000 Hz, vysokofrekvenčná - viac ako 1 000 Hz. Na základe šírky spektra je hluk klasifikovaný ako širokopásmový, ktorý zahŕňa takmer všetky frekvencie akustického tlaku (hladina sa meria v dBA), a úzkopásmový (hladina sa meria v dB). Okrem toho sa hluk delí na: vzdušný, šíriaci sa vzduchom od zdroja vzniku po pozorovacie miesto a štrukturálny, prenášaný cez konštrukčné prvky a emitovaný ich povrchmi.

Hoci frekvencia akustických vibrácií zvuku je v rozsahu 20...20000 Hz, jej normalizácia v dB sa vykonáva v oktávových pásmach s frekvenciou 63...8000 Hz konštantného hluku. Charakteristickým znakom prerušovaného a širokopásmového hluku je hladina zvuku v dBA ekvivalentná v energii a vnímaní ľudským uchom. V tabuľke 4.1 sú uvedené štandardizované zvukové parametre v kabínach traktorov a iných samohybných strojov v súlade s GOST 12.2.120-88 a GOST 12.1.003-83. Upozorňujeme, že v súlade s GOST 12.2.019-86 by vonkajší hluk stroja nemal presiahnuť 85 dBA vo vzdialenosti 7,5 m od jeho osi kolmej na smer pohybu.

Tabuľka 5.1 - Štandardizované zvukové parametre v kabínach traktora

Treba poznamenať, že normy hluku sú stanovené na pracovisku operátora bez ohľadu na to, či je tam jeden alebo viacero zdrojov hluku. Je zrejmé, že ak akustický výkon vyžarovaný jedným zdrojom vyhovuje maximálnej prípustnej hladine akustického tlaku na pracovisku, tak ak je tu inštalovaných viacero rovnakých zdrojov, dôjde z dôvodu ich sčítania k prekročeniu stanovenej maximálnej prípustnej hladiny.

Hladiny hluku vyjadrené v decibeloch nie je možné spočítať aritmeticky a tu sa celková hladina hluku určuje podľa zákona o súčte energie.

Tabuľka 5.2 - Doplnok k funkcii rozdielu úrovne zdroja

Rozdiel úrovne medzi dvoma zdrojmi

Ako vyplýva z vyššie uvedeného, ​​ak je hladina hluku jedného zdroja o 8...10 dB (dBA) vyššia ako hladina iného zdroja, potom bude prevládať hluk intenzívnejšieho zdroja, t.j. pripočítanie k celkovej hladine hluku je zanedbateľné.

Celková hladina hluku zdrojov rôznej intenzity je určená vzorcom:

Rozdiel medzi najvyššou úrovňou a ostatnými hladinami hluku existujúcich zdrojov ich pôvodu.

Výpočet zmien hladiny hluku so zmenami vo vzdialenosti od zdroja sa vykonáva pomocou vzorca:

DB (dBA),

Kde L u je hladina hluku zdroja; r je vzdialenosť od zdroja hluku k objektu jeho vnímania, m.

Spolu s tak intenzívnymi zdrojmi hluku na traktoroch, akými sú motor a systém podvozku, je aktívnym zdrojom hluku prevodovka.

Klasifikácia prostriedkov a metód ochrany pred hlukom je stanovená GOST 12.1.029-80, podľa ktorej musí návrh poskytovať a brať do úvahy:

Prostriedky na zníženie mechanického hluku pri jeho zdroji;

prostriedky na zníženie vzdušného a štrukturálneho hluku pozdĺž cesty jeho šírenia;

akustické prostriedky protihlukovej ochrany (ploty, zásteny, kabíny).

V prvom rade si všimneme, že hluk ozubených kolies je spôsobený činnosťou ozubených kolies (ozubení) a ložísk.

Príčinou hluku ložiska je náraz guľôčok (valčekov) na klietku a krúžky. V tomto prípade sa hluk ložísk zvyšuje so zvyšujúcim sa priemerom guľôčok (valčekov) a rýchlosťou otáčania. Hladinu hluku takýchto ložísk možno vypočítať pomocou vzorca:

DB (dBA),

n - frekvencia otáčania ložiska, min;

L nie - hladina hluku ložiska bez zaťaženia, braná rovná 1...5 dB.

Keďže ložiská sú štandardné hotové výrobky, aby sa znížila ich hlučnosť pri konštrukcii ozubených kolies, musia byť inštalované bez skreslenia vnútorného krúžku a musí sa použiť vysokokvalitné mazanie, ktoré eliminuje suché valivé trenie a je druhom otrasov. absorbér, keď guľôčky (valčeky) interagujú s inými ložiskovými prvkami . V tomto prípade sa používajú tekuté aj tukové mazivá, ktoré poskytujú o niečo väčší účinok v porovnaní s prvým.

Čo sa týka hluku, ktorý vzniká pri vzájomnej interakcii zubov ozubených kolies, treba mať na pamäti nasledovné.

Všimnite si, že hovoríme o zuboch s evolventným profilom, ktoré by teoreticky pri kontakte ozubených kolies mali zabezpečiť bezrázové a bezšmykové odvaľovanie jedného zuba po povrchu susedného. Na zabezpečenie krútiaceho momentu a požadovanej pevnosti zuba sa volí jeho modul a šírka. Predpokladá sa, že ku kontaktu dochádza po celej šírke zuba a teoreticky by „kontaktná plocha“ mala zaberať celú šírku zuba so zodpovedajúcou výškou. Len tak je možné zabezpečiť vypočítanú účinnosť prenosu.

V reálnych podmienkach pri výrobe samotných ozubených kolies, hriadeľov na ich upevnenie, pohárov a vývrtov na inštaláciu ložísk, ako aj skríň ozubených kolies, nie je možné zabezpečiť ideálnu rozmerovú presnosť týchto prvkov, pretože existuje určitý rozsah technologických tolerancií. . Táto okolnosť vedie k nasledujúcemu.

Skutočná stredová vzdialenosť rozstupových kružníc susedných ozubených kolies je väčšia ako nominálna vzdialenosť v rámci tolerancie. V dôsledku toho sa naruší ideálny záber ozubených kolies a najskôr dôjde k otrasu pri kontakte zubov (sprevádzaný klepaním) a následne jeden zub skĺzne po povrchu zubov susedného ozubeného kolesa. Keďže čistota zubov nie je ideálna, sprevádza to „škrípanie“.

Tieto javy sú ďalej zhoršené skutočnosťou, že pri výrobe samotných ozubených kolies existujú tolerancie: pre hádzanie rozstupovej kružnice vzhľadom na os otáčania, kolísanie hrúbky zubov, kolísanie dĺžky spoločnej normály ozubených kolies. , pre rozmery hladkých a drážkovaných montážnych otvorov ozubených kolies atď. Ak vezmeme do úvahy, že keď Pri vŕtaní otvorov na inštaláciu ložísk alebo misky pre ložiská nie sú hriadele ozubených kolies rovnobežné, potom v dôsledku výsledných nesúosov hriadeľov, teoretická „kontaktná plocha“ na zuboch ozubeného kolesa je zdeformovaná, pričom sa zmenšuje plocha a posúva sa pozdĺž povrchu zubov. To vedie k zvýšeniu kontaktných napätí na povrchu zubov, v dôsledku čoho sa zvyšuje hluk.

Uvedený jav sa prejavuje ešte viac, ak steny skrine prevodovky nie sú dostatočne tuhé a pri prevádzke pod zaťažením sa skriňa deformuje. V dôsledku deformácií v ozubení dochádza pri jednej otáčke ozubených kolies k pulzujúcej konvergencii a divergencii susedných zubov, čo spôsobuje „vytie“ prevodovky pri prevádzke pod zaťažením.

Z hľadiska zníženia hlučnosti ozubených kolies je zrejmé, že je potrebné zvýšiť ich presnosť a čistotu povrchovej úpravy zubov. Zvýšenie presnosti výroby ozubených kolies vedie k zníženiu hladiny hluku prevodovky o 3...3,5 dBA v celom prevádzkovom rozsahu zaťaženia a otáčok. Vzhľadom na vysokú cenu opatrení na pasívnu protihlukovú ochranu pracoviska vodiča traktora je zvýšenie presnosti výroby a montáže ozubených kolies prevodovky traktora nevyhnutné a ekonomicky najvýhodnejšie.

Hladina hluku ozubených kolies v otvorených, suchých (bez mazania) prevodovkách sa vypočíta podľa vzorca:

kde Lbn je hladina hluku ozubených kolies bez zaťaženia (meraná rovnajúca sa 75...80 dBA, v závislosti od výrobnej presnosti a čistoty povrchu zubov);

P - obvodová sila, kg.

Ako je vidieť zo vzorca, zníženie obvodovej rýchlosti by malo znížiť hladinu hluku prevodovky. Na tento účel by sa mali použiť ozubené kolesá s najmenším možným priemerom zmenou počtu zubov a modulu pri súčasnom zväčšení ich šírky, aby sa zachovala pevnosť zubov.

Predpokladá sa, že použitie dostatočného mazania prevodov znižuje hladinu hluku prevodovky nie menej ako DL oc = 6 dBA. Izolácia vnútornej dutiny mechanizmu s prítomnosťou krytu (s vytvorením druhu puzdra) poskytuje dodatočné zníženie hluku o DL n = 5...7 dBA.

Hladinu hluku vydávanú skriňou prevodovky teda možno nájsť:

Výpočet ozubenia pre hluk

Posúdenie vplyvu hluku generovaného prevodovkou na akustické prostredie v kabíne.

kde je hladina hluku ozubených kolies bez zaťaženia (meraná rovná 75...80 dBA, v závislosti od výrobnej presnosti a čistoty povrchu zubov);

V - obvodová rýchlosť ozubených kolies, m/s;

P - obvodová sila, kN.

Hluk prevodovky:

Celková hlučnosť prevodovky:

Výpočet ložísk pre hluk

kde d je priemer guľôčok (valčekov), mm;

d r.st = 10 mm - pre valčekové ložisko;

d r.s. = 16,5 mm - pre guľkové ložisko n - rýchlosť otáčania ložiska, min -1;

L je hladina hluku ložiska bez zaťaženia rovná 1...5 dB (dBA).

Pre guľkové ložisko:

Pre valčekové ložisko:

Celková hladina hluku zdrojov rôznej intenzity je určená vzorcom:

kde je najvyššia úroveň jedného zo zdrojov;

Rozdiel medzi najvyššou úrovňou a ostatnými

Úrovne hluku dostupných zdrojov

výskyt.

Hladinu hluku vydávanú skriňou prevodovky možno zistiť:

Vypočítajme hladinu hluku v dôsledku jej zníženia v dôsledku odstránenia skrine prevodovky od ucha vodiča o vzdialenosť Y, s výnimkou kabíny:

Moderná zvukotesná kabína znižuje hladinu hluku o 20...30 dBA, jej hodnotu určujeme na pracovisku v kabíne:

dBA<дБА на 17,6 дБА.

keďže L k je podstatne menej ako normovaná hodnota L kn = 80 dBA, potom hluk prevodovky nezhorší akustické prostredie v kabíne.

Vypočítam vonkajší hluk auta vo vzdialenosti 7,5 m od jeho osi kolmej na smer pohybu:

Lr = Lu - 20 lg r - 8 = 93,9 - 20 lg 7,5 - 8 = 68,4 dBA

Záver podľa sekcií

Posudzujú sa otázky súvisiace s ochranou práce: hluk, vplyv človeka, regulácia, príčiny vzniku v prevodovke, opatrenia na jej zníženie, posúdenie vplyvu hluku z prevodovky na akustické prostredie v kabíne a vonkajší hluk stroja.

Vonkajšia hlučnosť stroja by nemala presiahnuť 85 dBA, v našom prípade 68,4 dBA, teda podmienka je splnená.

Diskutovaná časť ukazuje, že tento dizajn spĺňa bezpečnostné požiadavky.