日本采用無(wú)回音室加載試驗機開(kāi)發(fā)低噪聲齒輪裝置

  近年來(lái),隨著(zhù)鐵道車(chē)輛的高速化,對車(chē)輛的低噪聲和低振動(dòng)的要求越來(lái)越高。為評價(jià)驅動(dòng)裝置的靜音性和振動(dòng)性,以前只能在車(chē)輛制造完后,使用實(shí)際運營(yíng)路線(xiàn)對車(chē)輛進(jìn)行運行試驗,難以將驅動(dòng)裝置的噪聲從其它噪聲中分離出來(lái)進(jìn)行評價(jià)。另一方面,采用以往的試驗機無(wú)法進(jìn)行加載試驗。因此,日本開(kāi)發(fā)了無(wú)回音室加載試驗機,它能在加載狀態(tài)下對驅動(dòng)裝置產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行分析。

  一般認為,齒輪嚙合產(chǎn)生的噪聲是由旋轉時(shí)齒輪接觸激發(fā)的振動(dòng)而產(chǎn)生的,大小齒輪嚙合旋轉時(shí)產(chǎn)生的顫動(dòng)(傳送誤差)力會(huì )作用于齒面之間(下稱(chēng)“振動(dòng)起動(dòng)力”),使齒輪發(fā)生振動(dòng)。因此,為降低噪聲等級,有效的辦法是減小振動(dòng)起動(dòng)力,即優(yōu)化齒面修整形狀,降低齒輪噪聲。

  以往的齒面修整形狀的要求是防止齒尖部發(fā)生不對中心線(xiàn)的接觸,最大限度確保修整量。另外,不論齒高方向位置和齒寬方向位置如何,都一樣要進(jìn)行齒向修整和齒形修整。根據齒面接觸解析,通過(guò)優(yōu)化齒面修整量和修整形狀,日本開(kāi)發(fā)了能夠減小振動(dòng)起動(dòng)力的新型齒面修整方法。

  使用無(wú)回音室加載旋轉試驗機對驅動(dòng)裝置的噪聲和振動(dòng)進(jìn)行了調查,在此基礎上研究了降低噪聲的措施,取得了如下成果。

 ?。?)鐵道車(chē)輛用驅動(dòng)裝置加載時(shí)的噪聲和振動(dòng)主要取決齒輪嚙合一次元素。
 ?。?)根據齒面接觸解析,通過(guò)重新評價(jià)減小齒面修整量和修整位置可知,減小振動(dòng)起動(dòng)力可以降低作為嚙合一次元素的噪聲和振動(dòng)的發(fā)生頻率。
 ?。?)根據振動(dòng)起動(dòng)力的解析結果,采用最佳的齒面修整形狀,試制了傳動(dòng)齒輪軸,并對其進(jìn)行了評價(jià),結果可知該傳動(dòng)齒輪軸可大幅度減小作為齒輪嚙合一次元素的噪聲和振動(dòng),噪聲和振動(dòng)的總值也大幅度減小。由此確認了實(shí)施最佳齒面修整是有效降低噪聲和振動(dòng)的方法。