गियर कंपन और शोर का उच्च स्तर एक विनिर्माण मुद्दा नहीं है, बल्कि एक डिज़ाइन मुद्दा है।

गियर ड्राइव में अत्यधिक कंपन और शोर एक ऐसी समस्या है जिसका सामना लगभग हर मैकेनिकल इंजीनियर ने किया है।

आपने आवश्यक गणनाएँ और प्रारूपण कर लिया है, और 3D मॉडल दोषरहित दिखता है। फिर भी, जब प्रोटोटाइप आता है और संचालित होता है तो भारी कंपन और भेदी शोर होता है। इस बिंदु पर, कई लोगों की पहली प्रतिक्रिया खराब मशीनिंग परिशुद्धता या अनुचित असेंबली को दोष देना है।

लेकिन क्या सचमुच वही मामला था?

गियर कंपन का मूल कारण मशीनिंग या असेंबली में नहीं है।

गियर मेशिंग स्वाभाविक रूप से एक आवधिक प्रक्रिया है। जैसे-जैसे दांतों का प्रत्येक जोड़ा जुड़ाव से विघटन की ओर बढ़ता है, जाल की कठोरता लगातार बदलती रहती है। कठोरता में ये आवधिक उतार-चढ़ाव, दांत प्रोफ़ाइल त्रुटियों, विनिर्माण विचलन और यहां तक ​​कि प्रणालीगत अनुनाद के साथ मिलकर कंपन उत्पन्न करते हैं। और कंपन शोर का स्रोत है.

ये कंपन शाफ्ट के माध्यम से बीयरिंग तक और फिर गियरबॉक्स हाउसिंग तक जाते हैं। आवास एक लाउडस्पीकर की तरह काम करता है, जो हमारे द्वारा सुने जाने वाले शोर में कंपन को बढ़ाता है।

तो, निष्कर्ष यह है: कंपन और शोर की मौलिक प्रकृति एक डिजाइन मुद्दा है, न कि विनिर्माण।

संपर्क अनुपात: पहला अनदेखा मुख्य पैरामीटर

कई इंजीनियर गियर डिज़ाइन करते समय पूरी तरह से ताकत और केंद्र की दूरी पर ध्यान केंद्रित करते हैं, संपर्क अनुपात को द्वितीयक चिंता के रूप में मानते हैं {{0}जब तक यह "पर्याप्त" है।

हालाँकि, संपर्क अनुपात सीधे गियर मेशिंग की चिकनाई को निर्धारित करता है। उच्च संपर्क अनुपात का मतलब है कि अधिक दाँत एक साथ लगे हुए हैं; भार को अधिक दांतों में वितरित किया जाता है, जिससे प्रत्येक व्यक्तिगत जोड़ी पर बल कम हो जाता है। नतीजतन, जुड़ाव और अलगाव के दौरान प्रभाव कम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप स्वाभाविक रूप से कम कंपन होता है।

स्पर गियर के लिए संपर्क अनुपात आम तौर पर 1 से 2 तक होता है, जबकि हेलिकल गियर 2 से 2.5 तक पहुंच सकता है। डेटा से पता चलता है कि संपर्क अनुपात को 1.19 से बढ़ाकर 2.07 करने से शोर को 1,000 आरपीएम पर 4 डीबी और 2,000 आरपीएम पर 6 डीबी तक कम किया जा सकता है। हेलिकल गियर स्पर गियर की तुलना में 3 से 10 डीबी शांत होते हैं, और उनका उच्च संपर्क अनुपात इसका एक प्राथमिक कारण है।

गियर अनुपात: पूर्णांक मानों से बचें

गियर अनुपात को एक पूर्णांक के रूप में डिज़ाइन करना -जैसे कि 2:1 या 3:1-सुंदर लग सकता है, लेकिन यह महत्वपूर्ण समस्याएं पैदा करता है। एक पूर्णांक गियर अनुपात का मतलब है कि दांतों की एक ही जोड़ी बार-बार जाल बनाती है, जो विशिष्ट दांतों पर घिसाव को केंद्रित करती है। जैसे-जैसे घिसाव बढ़ता है, कंपन और शोर दोनों बढ़ते हैं। पूर्णांक अनुपात से थोड़ा सा विचलन निश्चित जाल पैटर्न को बाधित करता है, घिसाव को अधिक समान रूप से वितरित करता है और कंपन को काफी कम करता है।

मॉड्यूल और दांतों की संख्या: बड़ा या छोटा?

बशर्ते कि केंद्र की दूरी और ताकत की आवश्यकताएं पूरी हों, अधिक दांतों और छोटे मॉड्यूल वाला डिज़ाइन बेहतर है।

अधिक दांतों और छोटे मॉड्यूल के साथ, दांतों के स्थान छोटे होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गियर कठोरता का अधिक समान वितरण होता है। मेशिंग के दौरान कठोरता में परिवर्तन सहज होता है, जिससे प्रभाव कम होता है और, परिणामस्वरूप, कंपन होता है। यह कंपन नियंत्रण का मामला है, न कि केवल संरचनात्मक मजबूती का।

अनुनाद-आसानी से नज़रअंदाज़ किया जाने वाला "हत्यारा"

प्रत्येक यांत्रिक प्रणाली की एक प्राकृतिक आवृत्ति होती है। यदि गियर की परिचालन गति इस आवृत्ति तक पहुंचती है, तो अनुनाद उत्पन्न होता है।

एक बार जब अनुनाद स्थापित हो जाता है, तो कंपन का आयाम तेजी से बढ़ जाता है, शोर का स्तर बढ़ जाता है, और गियर घिसाव तेज हो जाता है; गंभीर मामलों में, दांत टूट भी सकते हैं। सिस्टम की प्राकृतिक आवृत्ति की सटीक गणना करने के लिए डिज़ाइन चरण के दौरान मोडल विश्लेषण आवश्यक है; ऑपरेटिंग गति आदर्श रूप से उस आवृत्ति से कम से कम 20%-30% दूर रहनी चाहिए।

चेहरे की चौड़ाई: बड़ा हमेशा बेहतर नहीं होता

जबकि चौड़ी सतह की चौड़ाई भार सहने की क्षमता को बढ़ाती है, अत्यधिक चौड़ाई असमान भार वितरण की ओर ले जाती है, जहां एक पक्ष दूसरे की तुलना में अधिक बल सहन करता है, जिससे कंपन बढ़ जाता है।

आम तौर पर, चेहरे की चौड़ाई गुणांक को 1.4 से नीचे रखने की अनुशंसा की जाती है। ब्रैकट डिज़ाइनों के लिए विशेष देखभाल की आवश्यकता होती है, जहां गुणांक 0.8 से कम रखा जाना चाहिए; सममित रूप से समर्थित डिज़ाइनों के लिए, 1.2 से 1.4 की सीमा स्वीकार्य है।

दाँत संशोधन: एक बेहद कम आंकी गई तकनीक

दांत संशोधन गियर कंपन और शोर को कम करने के सबसे प्रभावी तरीकों में से एक है, फिर भी कई लोग इसे परेशानी भरा या अनावश्यक मानते हैं।

टूथ प्रोफाइल संशोधन में दांत की नोक या जड़ से थोड़ी मात्रा में सामग्री निकालना शामिल है। लक्ष्य मेशिंग प्रवेश और निकास के दौरान प्रभाव को खत्म करना है। मानक इनवॉल्व गियर में, मेशिंग के दौरान लोचदार विरूपण के कारण दांत की नोक मेटिंग गियर के दांत की जड़ में हस्तक्षेप कर सकती है; सामग्री की इस छोटी मात्रा को हटाने से प्रभाव समाप्त हो जाता है।

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टूथ ट्रेस संशोधन, जिसमें क्राउनिंग और K{0}}प्रोफ़ाइल संशोधन शामिल हैं। लोड के तहत गियर झुकने और मरोड़ने वाले विरूपण से गुजरते हैं, जिससे दांत की चौड़ाई के साथ संपर्क रेखा खिसक जाती है। टूथ संशोधन में टूथ प्रोफाइल को "क्राउन्ड" या "के" आकार में पूर्व-आकार देना शामिल है ताकि, लोड के तहत, यह एक आदर्श सीधी लाइन संपर्क पैटर्न मान सके।

मामले के अध्ययन से पता चलता है कि उपयुक्त सूक्ष्म -ज्यामिति संशोधन रेड्यूसर शोर को 18% से अधिक कम कर सकता है। इस तरह के संशोधन ट्रांसमिशन त्रुटि को 56% तक कम कर सकते हैं और शोर को 4 डीबी तक कम कर सकते हैं।

संशोधन के बाद, संपर्क पैटर्न का निरीक्षण किया जाना चाहिए। बिना लोड की स्थिति में, संपर्क पैटर्न दांत की चौड़ाई के 50% से 60% के मध्य में स्थित होना चाहिए।

शाफ्ट और बीयरिंग: कंपन संचरण के लिए "राजमार्ग"।

गियर कंपन शाफ्ट के माध्यम से बीयरिंग और फिर आवास तक जाता है। शाफ्ट की कठोरता सीधे दांत की चौड़ाई के साथ भार वितरण को प्रभावित करती है। यदि शाफ्ट बहुत लचीला है, तो गियर लोड के नीचे झुक जाता है, जिससे असमान लोडिंग होती है और कंपन बढ़ जाता है। शाफ्ट झुकने की विकृति को मॉड्यूल के 0.01–0.02 गुना के भीतर सीमित करने की अनुशंसा की जाती है।

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गंभीर गति से भी बचना चाहिए। शाफ्ट की अपनी प्राकृतिक आवृत्तियाँ होती हैं; परिचालन गति इनसे कम से कम ±20%-30% दूर रहनी चाहिए।

सही बियरिंग क्लीयरेंस का चयन करना महत्वपूर्ण है। सामान्य ऑपरेटिंग तापमान के लिए CN या C2 क्लीयरेंस चुनें, और उच्च तापमान स्थितियों के लिए C3 या C4 चुनें।

बियरिंग व्यवस्था के लिए एक सुनहरा नियम है: एक छोर को लॉक करें और दूसरे को तैरने दें। यदि दोनों सिरे बंद हैं, तो थर्मल विस्तार का कोई ठिकाना नहीं है; शाफ्ट "जाम" हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च कंपन होता है। यदि दोनों सिरे तैरते हैं, तो अत्यधिक अक्षीय गति होती है, जिससे उच्च कंपन भी होता है। एक निश्चित फ्लोटिंग व्यवस्था सबसे तर्कसंगत समाधान है।

असर आवास की कठोरता भी पर्याप्त होनी चाहिए। यदि दीवार की मोटाई अपर्याप्त है, तो रेडियल सख्त पसलियां जोड़ें। आवास विरूपण को दांत संशोधन राशि के आधे मूल्य के भीतर रखा जाना चाहिए।

स्नेहन: केवल घिसाव की रोकथाम से कहीं अधिक

बहुत से लोग सोचते हैं कि चिकनाई वाला तेल केवल चिकनाई देने और घिसाव को रोकने के लिए है। वास्तव में, तेल फिल्म भी एक अवमंदन प्रभाव प्रदान करती है।

दांतों की सतहों के बीच एक पर्याप्त मोटी तेल फिल्म सीधे प्रभाव को कम करती है और कंपन को कम करती है। यदि फिल्म बहुत पतली है या चिपचिपापन अपर्याप्त है, तो उच्च गति संचालन के दौरान दांत से सीधा संपर्क होता है, जिसके परिणामस्वरूप कंपन और शोर बढ़ जाता है। चलिए प्रारंभिक प्रश्न पर लौटते हैं: अत्यधिक कंपन और शोर के लिए वास्तव में दोषी कौन है?

कंपन संचरण संरचना, संचरण पथ, आवेग चालन - दशांगु छवि गैलरी

क्या मशीनिंग परिशुद्धता में कोई समस्या है? संभवतः. क्या असेंबली में कोई समस्या है? यह भी संभव है.

हालाँकि, 90% मामलों में, मूल कारण डिज़ाइन में निहित होता है।

गलत संपर्क अनुपात गणना, ट्रांसमिशन अनुपात को पूर्ण संख्याओं के रूप में सेट करना, अनुपयुक्त मॉड्यूल और दांत गिनती चयन, अनुनाद विश्लेषण की कमी, अत्यधिक चेहरे की चौड़ाई गुणांक, दांत प्रोफाइल संशोधन करने में विफलता, अपर्याप्त शाफ्ट कठोरता, खराब असर लेआउट ...

ये ऐसे मुद्दे हैं जिन्हें मशीनिंग के माध्यम से हल नहीं किया जा सकता है या असेंबली के दौरान ठीक नहीं किया जा सकता है।

इसलिए, यदि आपका प्रोटोटाइप अत्यधिक कंपन और शोर प्रदर्शित करता है, तो तुरंत मशीन की दुकान को दोष न दें; एक कदम पीछे हटें और पहले अपने डिज़ाइन की समीक्षा करें।