斜切锯伞齿轮噪音分析及改善方案

朱贤波

（ 锐奇控股股份有限公司，上海　201612 ）

斜切锯伞齿轮噪音分析及改善方案

朱贤波

（ 锐奇控股股份有限公司，上海201612 ）

基于三级齿轮传动结构在斜切锯装配、制造过程中产生的伞齿轮噪音问题，从齿轮侧隙、齿轮安装、重要支撑部件等方面分析噪音来源，提出相应的改善措施。

伞齿轮；齿轮噪音；三级齿轮传动；斜切锯

0　引言

斜切锯是依靠旋转的开齿锯片（锯片直径≤350mm）锯割诸如铝等有色金属、木材或类似复合材料的可移式电动工具，其切割能力大，切割精度高，在建筑装饰等领域的日常作业中得到广泛应用。本文结合在工具制造企业实际工作中遇到的相关案例，分析斜切锯三级齿轮传动结构产生噪音的多种因素，提出相应解决和改善方案。

1　概述

针对某些相对复杂的电动工具产品，如双斜斜切锯中三级齿轮结构较为常见。三级齿轮结构受设计精度要求、零件加工难度、零部件过程管控以及装配工艺等众多因素的影响，在生产和装配过程中较易产生伞齿轮噪音不良现象。

2　结构特征

图1所示为在斜切锯上使用的三级齿轮结构。在斜切锯上使用三对齿轮结构，特别是螺旋伞齿，可有效提升切割能力，增加功能，如可以实现三维左右倾斜切割等。

图1　常见斜切锯三级齿轮结构示意

3　原因分析

3.1 齿轮侧隙

无论从理论还是从经验上来分析，齿轮侧隙的大小都可能与齿轮噪音有直接的因果关系，理论齿隙与实际加工能力有效结合是工具制造企业共同面临的问题。

选择15台噪音较大的工具进行电机齿轮和大伞齿的对比啮合试验。其中，5台工具齿隙较大，编号为A1～A5；5台工具齿隙较小，编号为B1～B5；5台工具齿隙适中，编号为C1～C5。试验结果如表1所示。

表1　齿轮噪音与齿隙关系调查

由表1可见：齿轮侧隙是直接影响齿轮噪音的重要因素之一。通过放大样本数进行深度调查发现，电机齿轮和大伞齿轮的齿隙控制在0.15mm～0.30mm是较为合理的，排除其他原因基本可杜绝齿轮噪音不良。

改善方案：

1）调整电机齿轮和大伞齿轮之间的齿隙要求为0.15mm～0.25mm。

2）要求齿轮加工部门根据啮合的方式对齿轮品质进行有效管控。

3.2 齿轮安装

齿隙的大小直接影响到齿轮噪音，除齿轮本身精度外，齿轮安装的尺寸精度尤为重要。图2所示为影响齿轮安装的关键尺寸。

在充分考虑加工能力以及加工工艺的影响下，所列尺寸的公差范围应尽可能收窄。实际调整后的公差范围见表2。

图2　影响齿轮安装的关键尺寸

表2　关键尺寸调整后的公差范围

改善方案：

1）设定合适的公差，充分调查设备的工序能力，设备工序能力不足时购入新设备。

2）所列尺寸作为重要尺寸纳入日常管理，定期分析Cpk。

3.3 重要支撑部件

在不良调查的过程中，发现影响上述尺寸精度的原因颇多，其中斜切锯自身结构决定的齿轮箱盖壁薄、形状复杂、加工尺寸多且精度要求高等原因，时常造成各种各样的不良现象，进而影响到齿轮噪音。齿轮箱盖如图3所示。

薄壁的齿轮箱盖在铝压铸和后道加工工序中更易变形，同时造成加工不良，不良品流转至装配线继而容易产生齿轮噪音不良。因此，必须在设计和生产过程中严格控制。

改善方案：

1）在台阶的段差处增加圆弧角设计。

2）在三孔联结之间尽可能大的增加加强筋布置。

3）增加对孔1和孔3位置公差的要求。

图3　齿轮箱盖

3.4 齿轮碰伤

齿轮碰伤，特别是有凸起面的碰伤，包括齿轮上的毛刺残留都会在不同程度上引起齿轮音。该类碰伤大多发生在热处理工序之前，对加工过程实施有效管理，是杜绝或减少此类不良现象产生的最佳方法，暂不赘述。

3.5 齿轮精度

齿轮加工精度也是直接影响齿轮噪音的因素，特别是多级齿轮传动结构影响更大，如第一级锥齿轮因受轴向力的影响，齿轮装配距的改变将影响齿声。二、三级过渡轮在工作中，齿廓的两个面受力，因此加工精度特别重要，但目前加工设备的能力和加工艺已日渐成熟，并且检测的手段也不断完善，在不良调查的过程中较易通过互换法而得到解决。

4　结语

斜切锯作为一种切割能力和切割精度较好的可移式电动工具，特别是在西方国家得到广泛使用。三级齿轮传动结构在斜切锯装配过程中产生的伞齿轮噪音现象，较大程度影响工具的使用体验和产品的最终使用寿命。在电动工具制造企业品质管理过程中，杜绝和减少此类不良情况势在必行。

［1］GB 13960.13-2005可移式电动工具的安全 第二部分斜切割台式组合锯的专用要求［S］.北京：中国标准出版社，2005.

［2］朱孝录.齿轮传动设计手册［M］.北京：化学工业出版社，2010.

［3］丁惠麟，金荣芳.机械零件缺陷、失效分析与实例［M］.北京：化学工业出版社，2013.

Analysis and Countermeasures for Gear Noise Issue on Miter Saw of Triple Geared Drive

Zhu Xianbo
（KEN Holding Co.，LTD.， Shanghai 201612， China）

To analyze briefly the root-cause of gear noise issue generally we meet on miter saw with mechanism of triple geared drive in assembling line， to adopt corresponding countermeasure against the issues to reduce the defective rate of the gear noise issue.

Bevel gear； Gear noise； Triple geared drive； Miter Saw

TM05

A

1674-2796（2016）04-0001-03

2016-04-10

朱贤波（1972—），男，大学本科，工程师，主要从事机械结构设计、无损探伤、热处理分析等方向研究。