Тежеу жүйесінде дыбыстың, тербелістің және әсердің толық талдауы

Тісті беріліс жүйелері дәл беріліс қатынасы, жоғары қуаттылық қабілеті және өте жоғары пайдалы әрекет коэффициенті сияқты дәлдікпен танымал. Осындай артықшылықтар оларды автомобиль өнеркәсібі, әуе-кеңістік инженериясы, су қозғалтқыштары, құрылыс машиналары және өндірістік робототехника сияқты маңызды салаларда кеңінен қолдануға ықпал етті. Алайда нақты жағдайларда тісті жүйелердің идеалды жұмыс істеуі әсер, тербеліс және дыбыс (ӘТД) пайда болуымен бұзылады. Өндіру қателері, орнату ауытқулары және жүктеме тербелістері сияқты себептерден туындаған ӘТД тісті дөңгелектердің тозуын үдетіп қана қоймай, сонымен қатар беріліс дәлдігін төмендетіп, механикалық жабдықтардың жалпы жұмыс істеу сапасы мен сенімділігін бұзады. Сондықтан тісті беріліс жүйелеріндегі ӘТД механизмдерін, әсер ететін факторларды және оны басқару стратегияларын терең зерттеу теориялық және практикалық тұрғыдан маңызды болып табылады.

I. Әсер ету, тербеліс және дыбыстың туындау механизмдері

1. Әсер етудің туындауы

Тісті беріліс жүйелеріндегі әсер етудің негізгі себептері екі негізгі жағдайға байланысты:

Тіс ұстасуындағы әсер ету: Тісті берілісте бір жұп тістердің ұстасуынан келесі тістердің ұстасуына өткен кезде лезде әсер ету пайда болады. Бұл әсер етудің себебі тістердің серпімді деформациясы мен өндірістік қателерінен туындайтын үздіксіз, идеалды өтуге кедергі жасайды. Мысалы, тіс профиліндегі үлкен қателер тістер ұстасқан кезде жылдамдықтың кенет өзгеруіне әкеп соғады, ол тікелей әсер етуші күштерге әкеліп соғады.

Жүктеменің кенет өзгеруінен туындайтын әсер ету: Жүктеменің кенет өзгеруі - мысалы, іске қосу, тежеу немесе артық жүктеу кезінде пайда болатын - тістерге түсетін жүктеменің күрт өзгеруіне әкеліп соғады. Бұл әсер ету тіс бетіне де, түбіне де артық кернеу тудырып, тісті дөңгелектердің тозуына әкеліп соғады.

2. Тербелістің туындауы

Тісті беріліс жүйелеріндегі тербеліс периодты немесе кездейсоқ әсер етуші күштерден пайда болады, негізінен екі көзден туындайды:

Тісті доңғалақтардың қатысу қатаңдығының өзгеруінен туындаған тербеліс: Тісті доңғалақтардың қатысу қатаңдығы қатысу орны мен жүктемеге периодты түрде өзгеріп отырады. Мысалы, жүйе бір тісті және көп тісті қатысу арасында ауысқан кезде қатысу қатаңдығы күрт өзгеріп тұрады. Бұл өзгерістер периодты әсер етуші күштер туғызады, олар жүйенің барлығында тербеліс пайда болуына әкеліп соғады.

Қателіктердің әсерінен туындаған тербеліс: Өндіру қателіктері (мысалы, тіс профилі, тіс бағыты, қадам қателіктері) және орнату қателіктері (мысалы, білік параллельдігі мен центр арақашықтығының ауытқуы) қатысу кезінде күштің бірқалыпты таралуын бұзады. Күштің бірқалыпты емес әсер етуі тербелістің бұзылуына әкеліп соғады, ал орнату қателіктері қатысу шарттарын нашарлатып, тербеліс амплитудасын күшейтеді.

3. Дыбыс шығару

Тісті беріліс жүйелеріндегі дыбыс негізінен тербелістің қосалқы өнімі болып табылады, сонымен қатар тікелей механикалық әсерлермен толықтырылады:

Тербеліс шуылы: Тісті доңғалақтың тербелісі жобалық қорап пен валдар сияқты бөлшектерге тарайды, сосын ауа немесе қатты орта арқылы дыбыс толқындары шығарылады. Мысалы, жобалық қораптың тербелістері қоршаған ауаның тербелісіне әкеліп соғады және естілетін шу пайда болады.

Соққы мен үйкелістен туындаған тікелей шу: Тістердің ұштастыру кезіндегі тікелей соққылар мен тістің беттерінің үйкелісі шуді тікелей туғызады. Бұған ұштастыру сәтіндегі қатты соққы шуы мен тістің жанасу кезіндегі үздіксіз үйкеліс шуы жатады.

II. Соққы, тербеліс және шуға әсер ететін негізгі факторлар

1. Тісті доңғалақтың жобалау параметрлері

Маңызды жобалау параметрлері тісті доңғалақ жүйелерінің IVN (соққы-тербеліс-шу) сипаттамаларын тікелей анықтайды:

Модуль: Үлкен модуль жүктеме тасымалдау қабілетін арттырады, бірақ инерциялық күштер мен тербеліс амплитудасын да көбейтеді. Жобалаушылар жүктеменің нақты талаптарына сәйкес модульді таңдап, өнімділік пен тұрақтылық арасында теңдік орнатуы керек.

Тістер саны: Тістер санының артуы жанасу коэффициентін жақсартады, бұл тісті дөңгелектердің жұмысын тегістейді және соққы мен тербелісті азайтады. Алайда, тістер санының артық болуы тісті дөңгелектің өлшемі мен салмағын арттырады, сондықтан жұмыс тұрақтылығы мен конструкцияның тығыздығы арасында тепе-теңдік сақтау қажет.

Тіс ені: Кең тістер жүктеме көтеру қабілетін арттырады, бірақ осьтік күштер мен тербелістерді де күшейтеді. Тіс енін таңдау қолдану аясына негізделіп, артық тербелістерді болдырмау үшін анықталуы тиіс.

2. Өндіру мен орнату дәлдігі

Өндіру дәлдігі: Жоғары дәл өндіру тіс пішіні, қадам және басқа да негізгі сипаттамалардағы қателерді азайтады. CNC өңдеу сияқты кәсіпқой технологиялар осындай қателерді азайтып, тісті дөңгелектердің үйлесімділігін жақсартып, дыбыс деңгейін төмендетеді.

Орнату дәлдігі: Валдың параллельдігі немесе центр арақашықтығын орнату кезінде ауытқулар шестернялардың түйісу жағдайын нашарлатады. Қатты әсер мен тербелісті болдырмау үшін жоғары дәлдікті өлшеу құралдарын пайдаланып, туралауды реттеу арқылы орнату дәлдігін қатаң бақылау қажет.

3. Жүктеме және айналу жылдамдығы

Жүктеме: Жоғары жүктеме тістің деформациясы мен тозуын арттырып, әсер мен тербелісті күшейтеді. Қысқа мерзімді жүктеме шұғыл өсуі (мысалы, асқын жүктеу) жүйенің бүтіндігін бұзатын қатты соққы күштерін туғызғандықтан ерекше зиян келтіреді.

Айналу жылдамдығы: Жылдамдық артқан сайын түйісу жиілігі артады. Түйісу жиілігі жүйенің табиғи жиілігіне жақындаса, резонанс пайда болады, нәтижесінде тербеліс пен дыбыстың ұшқыр өсуіне әкеледі. Жобалау мен жұмысты жүргізу барысында табиғи жиілікке жақын жылдамдық диапазондарынан қашау керек.

4. Майлау жағдайлары

Тиімді майлау IVN-ға қарсы буфер ретінде әрекет етеді:

Жақсы майлау: Жоғары сапалы майлау материалдары тістің бетіндегі үйкелісті азайтады, сонымен қатар тозу мен температураны төмендетеді және тербеліс энергиясын жұтады, соның нәтижесінде соққы мен дыбысты азайтады.

Нақты параметрлерді таңдау: Жоғары тұрақтылықты қажет ететін қолданыстар үшін (мысалы, дәл құрылғылар), тістер санын арттыру жанасу қатынасын жақсартады және тербелісті азайтады. Ауыр жүктемелі жағдайлар үшін жүктеме көтергіштігі мен тербелісті басқару арасында теңдік орнату үшін орташа модуль таңдалады.

III. Соққы, тербеліс және дыбысты бақылау бойынша практикалық стратегиялар

1. Тісті доңғалақтың жобасын тиімді ету

Рационалды параметрлерді таңдау: Жоғары тұрақтылықты қажет ететін қолданыстар үшін (мысалы, дәл құрылғылар), тістер санын арттыру жанасу қатынасын жақсартады және тербелісті азайтады. Ауыр жүктемелі жағдайлар үшін жүктеме көтергіштігі мен тербелісті басқару арасында теңдік орнату үшін орташа модуль таңдалады.

Тіс өңдеу әдістерін қолдану: Тіс пішінін өңдеу серпімді деформация мен өндіріс қателерін түзетеді, тісті дөңгелектердің үйкеліссіз жұмысын қамтамасыз етеді. Тіс бағытын өңдеу жүктемені біркелкі бөлуге көмектесіп, тербелісті азайтады. Кең тараған әдістерге сызықтық өңдеу, барабан тәрізді өңдеу және параболалық өңдеу жатады.

2. Өндіріс пен орнату дәлдігін арттыру

Өндіріс дәлдігін жақсарту: Жоғары дәлдікті өңдеу жабдықтарын (мысалы, CNC тісті дөңгелек тесу станогы) және алдыңғы қадамда бақылау құралдарын қолданып, тіс пішіні мен қадам қателерін азайту. Өндіріс кезіндегі қатаң сапа бақылау тісті дөңгелектердің жобалық стандарттарға сәйкес келуін қамтамасыз етеді.

Орнату дәлдігін қамтамасыз ету: Лазерлік нысанау жүйелері сияқты құралдарды қолданып, стандартталған орнату процедураларын орындау арқылы біліктің параллельдігі мен центр арақашықтығын тексеру. Орнатудан кейінгі тексеру мен реттеу тісті дөңгелектердің тиімді жұмыс істеу жағдайын қамтамасыз етеді.

3. Жүктеме сипаттамаларын жақсарту

Тиімді жүктеме тарату: Бірнеше тісті дөңгелек немесе планетарлы дөңгелектерді пайдаланып, жүктемені бірнеше тістерге біркелкі тарату, жеке тістердегі жүктемені азайтып, соққыны төмендету.

Жүктеменің кенет өзгеруін азайту: Жылдамдық реттеу құрылғыларын (мысалы, айнымалы жиілікті жетектер) және буферлік компоненттерді (мысалы, бұралу демпферлерін) орнатып, жүктеменің қадамды өзгеруін қамтамасыз етіп, жүктеменің кенет шыңдарынан туындаған соққыны жеңілдету.

4. Майлау жүйесін тиімді ету

Майлау материалдарын таңдау: Жоғары жылдамдықты, ауыр жүктемелі жағдайлар үшін үйкеліске тұрақты және жоғары температурада тұрақты қасиеттері бар майлау материалдарын (мысалы, ISO 68 тұтқырлық стандартына сәйкес келетін және жоғары қысымда жақсы өнімділік көрсететін Mobil™ Super Gear Oil TM600 XP 68) таңдаңыз. Өте жоғары тұтқырлықты (артық шығындарға әкелетін) немесе өте төмен тұтқырлықты (майлау тиімділігін төмендететін) майлау материалдарынан сақтану керек.

Тиімді майлауды қамтамасыз етіңіз: Майлау құралдарын кезең сайын тексеріп, тазалығы мен дұрыс май деңгейін қамтамасыз ету үшін ауыстырыңыз. Майлау жүйесінің конструкциясын тиімді ету (мысалы, май қарапайым терезелерін және арнайы май құю патшаларын орнату) арқылы май шестерня аймағына жеткілікті мөлшерде жеткізілетінін қамтамасыз етіңіз.

5. Тербеліс пен дыбыс деңгейін төмендету шараларын жүзеге асыру

Демпфирлеуді арттыру: Редуктор корпусына демпфирлеуші материалдарды бекітіп немесе шестерня біліктеріне демпферлерді орнатып, тербеліс энергиясын жұттыру және амплитуданы азайту.

Конструкциялық дизайны тиімді ету: Редуктор корпусын қатаңдатушы элементтермен күшейтіп, оның тербелістерге қарсы тұру қабілетін арттырыңыз. Корпусты дыбыстан оқшаулау материалдарымен ораңыз, дыбыстың таралуын бөгей отырып, қоршаған ортаға дыбыстың таралуын тиімді түрде азайтыңыз.

Қорытынды

Тісті беріліс жүйелерінің өнімділігі мен сенімділігіне әсер ететін негізгі қиыншылықтарға соққы, тербеліс және дыбыс шығуы жатады. Осы мәселелерді шешу үшін жүйелі тәсіл қажет: жобалау параметрлерін тиімдестіру, өндіру мен орнату дәлдігін арттыру, жүктеме мен майлау жүйесін басқаруды жақсарту және дыбыс пен тербелісті азайту шараларын жүзеге асыру. Практикалық қолдануда нақты жұмыс жағдайларына сәйкес үйлесімді таңдалған осындай шаралардың тиімді нәтиже береді. Механикалық инженерияның дамуына сай тербеліс пен дыбысты бақылау технологияларындағы жаңалықтар тісті беріліс жүйелерінің өнімділігі мен сенімділігін одан әрі арттырып, машина жасау саласының дамуына күшейтілген қолдау көрсетеді.