Wie können die Geräuschdämmung und die Genauigkeit der Getriebebearbeitung von Kegelradgetriebemotoren der K-Serie optimiert werden?

Im Bereich der industriellen Automatisierung werden Kegelstirnradgetriebemotoren der K-Serie aufgrund ihrer effizienten und stabilen Übertragungsleistung häufig eingesetzt. Das Geräuschproblem beim Betrieb des Motors und die Genauigkeit der Getriebebearbeitung wirken sich jedoch direkt auf die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Ausrüstung aus. Eine eingehende Untersuchung der Methoden zur Geräuschreduzierung und Optimierung der Getriebebearbeitungsgenauigkeit ist von großer Bedeutung für die Verbesserung der Gesamtleistung von Untersetzungsmotoren der K-Serie.
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1. Analyse der Geräuscheinflussfaktoren: Zahneingriffsgenauigkeit, Lagerauswahl und Gehäusesteifigkeit

(I) Die Schlüsselrolle der Zahneingriffsgenauigkeit

Die Genauigkeit des Zahneingriffs ist einer der Hauptfaktoren, die den Geräuschpegel beeinflussen Kegelstirnradgetriebemotoren der K-Serie . Bei einem Teilungsfehler und einem Zahnformfehler im Zahnrad kommt es zu einer momentanen Übersetzungsschwankung, wenn das Zahnradpaar während des Betriebs in Eingriff steht. Diese Schwankung führt zu periodischen Stoßbelastungen, die wiederum Vibrationen und Lärm verursachen. Wenn beispielsweise der kumulative Teilungsfehler des Zahnrads zu groß ist, erhöht sich die Häufigkeit des Eingriffs zwischen den Zahnrädern bei hohen Geschwindigkeiten erheblich, wodurch hochfrequente Geräusche entstehen, die die Betriebsumgebung der Ausrüstung erheblich beeinträchtigen. Darüber hinaus ist auch die Kontaktgenauigkeit der Zahnräder entscheidend. Ein schlechter Kontakt führt zu einer lokalen Spannungskonzentration, die nicht nur den Getriebeverschleiß verschlimmert, sondern auch ungewöhnliche Vibrationen und Geräusche erzeugt. ​
(II) Der entscheidende Einfluss der Lagerauswahl
Da es sich um eine Schlüsselkomponente zur Lagerung rotierender Teile handelt, wirkt sich die Auswahl der Lager direkt auf den Geräuschpegel des Motors aus. Verschiedene Lagertypen weisen im Betrieb unterschiedliche Reibungs- und Vibrationseigenschaften auf. Obwohl Wälzlager eine hohe Übertragungseffizienz aufweisen, führt die Kollision und Reibung zwischen den Wälzkörpern und den darin befindlichen Laufbahnen zu Geräuschen, wenn sie nicht richtig ausgewählt werden. Rillenkugellager eignen sich beispielsweise für allgemeine radiale Belastungsbedingungen. Wenn sie jedoch in Situationen eingesetzt werden, in denen die axiale Belastung groß ist, führt dies zu ungleichmäßigen Kräften im Lager, was zu zusätzlichen Vibrationen und Geräuschen führt. Obwohl Gleitlager bei niedrigen Drehzahlen und hohen Belastungen eine gute Leistung erbringen, können sie aufgrund der Instabilität des Schmierölfilms bei hohen Drehzahlen auch Vibrationen und Geräusche verursachen. ​
(III) Die wichtige Rolle der Gehäusesteifigkeit
Die Steifigkeit des Motorgehäuses hat einen wichtigen Einfluss auf die Geräuschausbreitung und Vibrationsdämpfung. Wenn die Gehäusesteifigkeit beim Betrieb des Motors nicht ausreicht, werden die von den Zahnrädern und Lagern erzeugten Vibrationen verstärkt und breiten sich im Gehäuse aus, wodurch sich das Geräuschproblem verschärft. Wenn beispielsweise ein dünnwandiges Gehäuse einer großen dynamischen Belastung ausgesetzt ist, verformt es sich leicht, wodurch sich die relative Position der Komponenten im Inneren des Motors ändert, was die Zahneingriffsbedingungen weiter verschlechtert und die Geräuschentwicklung erhöht. Darüber hinaus hängt auch die Eigenfrequenz des Gehäuses eng mit dem Lärm zusammen. Wenn die durch den Motorbetrieb erzeugte Vibrationsfrequenz nahe an der Eigenfrequenz des Gehäuses liegt, führt dies zu Resonanzen und erhöht den Geräuschpegel erheblich. ​

2. Methode zur Geräuschreduzierung: Design zur Vibrationsreduzierung, Modifikation der Zahnoberfläche und Optimierung der Schmierung

(I) Anwendung des Vibrationsreduzierungsdesigns
Um den Lärm des Kegelradgetriebemotors der K-Serie zu reduzieren, ist die Konstruktion zur Vibrationsreduzierung ein wichtiges Mittel. Bei der Installation des Motors können elastische Fundamente und Schwingungsisolationspads verwendet werden. Das elastische Fundament kann die Schwingungsenergie beim Betrieb des Motors absorbieren und die Schwingungsübertragung auf das Fundament reduzieren; Das Vibrationsisolationspad isoliert den Vibrationsübertragungspfad zwischen Motor und Montagefläche durch seine eigene elastische Verformung. Beispielsweise kann bei einigen Präzisionsgeräten mit hohen Geräuschanforderungen die Verwendung von Vibrationsisolatoren aus Gummi oder Federvibrationsisolatoren die Auswirkungen von Motorvibrationen auf das Gesamtgerät wirksam reduzieren. Darüber hinaus können bei der internen Strukturkonstruktion des Motors Schwingungsreduzierungshalterungen und Dämpfungselemente hinzugefügt werden. Die Schwingungsdämpfungshalterung kann den Schwingungsübertragungsweg im Motor verändern und die Schwingungsenergie verteilen; Das Dämpfungselement verbraucht die Vibrationsenergie und reduziert die Vibrationsamplitude, wodurch der Zweck der Geräuschreduzierung erreicht wird. ​
(II) Technologie zur Zahnoberflächenmodifikation
Die Modifikation der Zahnoberfläche ist eine wirksame Möglichkeit, die Eingriffsleistung von Zahnrädern zu verbessern und Geräusche zu reduzieren. Zu den üblichen Zahnoberflächenmodifikationen gehören Zahnprofilmodifikationen und Zahnrichtungsmodifikationen. Durch die Änderung des Zahnprofils werden die Anfangs- und Endpositionen des Zahneingriffs der Zahnräder geändert, indem die Ober- und Unterseite der Zahnräder beschnitten werden, wodurch Stöße und Vibrationen beim Zahneingriff reduziert werden. Beispielsweise kann durch ordnungsgemäßes Beschneiden der Oberseite der Zahnradzähne ein Kantenkontakt beim Ein- und Auskuppeln der Zahnräder vermieden werden, so dass die Last allmählich und gleichmäßig übertragen wird und dadurch die Geräuschentwicklung reduziert wird. Durch die Änderung der Zahnrichtung wird die Zahnbreitenrichtung korrigiert, um den schlechten Kontakt der Zahnoberfläche auszugleichen, der durch Herstellungs- und Installationsfehler verursacht wird. Durch die Änderung der Zahnrichtung kann die Lastverteilung der Zahnräder beim Eingriff gleichmäßiger gestaltet, lokale Spannungskonzentrationen reduziert sowie Vibrationen und Geräusche reduziert werden. ​
(III) Strategie zur Schmierungsoptimierung
Eine angemessene Schmierung ist eine wichtige Maßnahme, um die Reibung zwischen Zahnrädern und Lagern zu verringern und Geräusche zu reduzieren. Die Auswahl des richtigen Schmiermittels und der richtigen Schmiermethode ist für die Geräuschdämmung des Motors von entscheidender Bedeutung. Für den Kegelradgetriebemotor der K-Serie sollte ein Schmiermittel mit guten Schmier- und Verschleißschutzeigenschaften entsprechend den Betriebsbedingungen der Zahnräder und Lager ausgewählt werden. Unter Hochgeschwindigkeits- und Schwerlastbedingungen kann beispielsweise die Verwendung von Schmiermitteln mit höherer Viskosität einen dickeren Ölfilm bilden, wodurch die Reibung und der Verschleiß der Zahnräder und Lager wirksam verringert und Geräusche reduziert werden. Gleichzeitig kann durch die Optimierung der Schmiermethode auch die Geräuschreduzierungswirkung verbessert werden. Im Vergleich zur herkömmlichen Öltauchschmierung kann die Verwendung von Ölsprühschmierung oder Ölnebelschmierung die Schmierstoffe genauer an die ineinandergreifenden Teile von Zahnrädern und Lagern liefern, den Schmiereffekt sicherstellen und die durch schlechte Schmierung verursachten Geräusche reduzieren. ​

3. Kontrolle der Genauigkeit der Zahnradbearbeitung: Schleif-, Wärmebehandlungs- und Prüfnormen

(I) Zahnradschleifprozess
Das Verzahnungsschleifen ist ein Schlüsselprozess zur Gewährleistung der Genauigkeit der Verzahnungsbearbeitung. Bei der Zahnradbearbeitung des Kegelradgetriebemotors der K-Serie kann hochpräzise Schleiftechnologie die Genauigkeit des Zahnradzahnprofils und die Zahnoberflächengüte effektiv verbessern. Durch den Einsatz fortschrittlicher CNC-Zahnradschleifmaschinen können Schleifparameter wie Schleifscheibengeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Schleiftiefe genau gesteuert werden. Beispielsweise kann während des Schleifprozesses durch eine sinnvolle Anpassung der Abrichtparameter der Schleifscheibe die Formgenauigkeit der Schleifscheibe sichergestellt und so eine hochpräzise Zahnradzahnform bearbeitet werden. Darüber hinaus kann der Schleifprozess auch die Zahnrichtung des Zahnrads korrigieren, um die Eingriffsgenauigkeit des Zahnrads weiter zu verbessern. Gleichzeitig kann während des Schleifvorgangs durch die Verwendung eines geeigneten Kühlmittels die Schleiftemperatur wirksam gesenkt und der Einfluss thermischer Verformung auf die Genauigkeit des Zahnrads verringert werden. ​
(II) Kontrolle der Wärmebehandlungsverformung
Die Wärmebehandlung ist ein wichtiger Prozess zur Verbesserung der Festigkeit und Verschleißfestigkeit von Zahnrädern. Das Verformungsproblem während des Wärmebehandlungsprozesses beeinträchtigt jedoch die Verarbeitungsgenauigkeit des Zahnrads. Um die Verformung durch die Wärmebehandlung zu steuern, ist es notwendig, von den Parametern des Wärmebehandlungsprozesses und der Gestaltung der Werkstückstruktur auszugehen. Im Hinblick auf die Parameter des Wärmebehandlungsprozesses ist die angemessene Steuerung der Heizgeschwindigkeit, Haltezeit und Abkühlgeschwindigkeit der Schlüssel. Beispielsweise kann die Verwendung von langsamem Erhitzen und abgestuftem Abkühlen die thermische Spannung im Inneren des Zahnrads verringern und die Verformung verringern. Im Hinblick auf die Gestaltung der Werkstückstruktur kann die Optimierung der Strukturform des Zahnrads zur Vermeidung scharfer Ecken und dünnwandiger Strukturen dazu führen, dass das Zahnrad während des Wärmebehandlungsprozesses gleichmäßiger beansprucht wird und Verformungen reduziert werden. Darüber hinaus kann die Verformung des Zahnrads nach der Wärmebehandlung durch Methoden wie Richten korrigiert werden, um die Genauigkeit des Zahnrads weiter zu verbessern.​
(III) Inspektionsstandards und -methoden
Strenge Prüfstandards und fortschrittliche Prüfmethoden sind wichtige Garantien für die Gewährleistung der Genauigkeit der Zahnradbearbeitung. Bei den Zahnrädern des Kegelstirnradgetriebemotors der K-Serie müssen folgende Punkte geprüft werden: Zahnprofilfehler, Zahnteilungsfehler, Zahnrichtungsfehler, Zahnoberflächenbeschaffenheit usw. Die derzeit am häufigsten verwendeten Prüfmethoden sind die Prüfung des Zahnradmesszentrums und die Prüfung mit drei Koordinatenmessgeräten. Das Zahnradmesszentrum kann verschiedene Parameter des Zahnrads schnell und genau messen und einen detaillierten Inspektionsbericht erstellen, der eine Grundlage für die Kontrolle der Genauigkeit der Zahnradbearbeitung bietet. Das Drei-Koordinaten-Messgerät kann die dreidimensionalen Abmessungen sowie Form- und Positionsfehler des Zahnrads genau messen und eignet sich für die Prüfung komplexer Formen und Positionsgenauigkeit von Zahnrädern. Durch die strikte Umsetzung der Inspektionsstandards und die rechtzeitige Entdeckung und Korrektur von Fehlern im Getriebebearbeitungsprozess kann die Genauigkeit der Getriebebearbeitung effektiv verbessert und die Leistung des Untersetzungsmotors der K-Serie garantiert werden.