以工业自动化的精密传动为代表的齿轮齿条模组作为核心的传动部件,其所产生的运行的噪音不仅直接影响了设备的稳定性,也对其所处的操作的环境产生了较大的影响.。在传统设计里,由于存在齿形误差、振动相互叠加之类的问题,常常会使噪音超出标准范围。特别是在精密制造以及医疗设备这些应用场景当中,这类问题已然成了阻碍技术进一步发展的关键因素。借助对齿轮齿条模组的系统性创新,美特的技术团队终于打破了传统的技术瓶颈,取得了30%的降噪的技术突破,对于解决行业中长期以来所困扰的低噪音的难题也提供了可量产的可行的解决方案。
齿形参数优化:从源头抑制振动
而齿轮的齿条啮合时,由于齿廓的偏差、齿距的误差等都会引起周期性的冲击,对齿轮的噪音就起了主要的作用。通过对模数、齿数、压力角等核心的多次的迭代的优化下,美特的设计团队 ultimately的将其通过建立了多物理场的耦合的模型,得到了更为理想的设计方案。凭借将齿的设计理念从粗的高齿转变为细的高齿(其齿高的系数都大于0.3),在确保齿顶的宽度都大于或等于0.3的模数的前提下,对齿的重合度都能有所提升,从而使得齿的载荷的分布更为的均匀;同时通过对齿的设计将原来的压力角由20°降低至14.5°,也就将法向的啮合力相对的降低了,从而将对齿的冲击能量也都从源头上降低了。凭借对比的实测数据表明,经过的齿形的优化对减小了啮合频率下的振动的幅值都有了22%的降低。
修形工艺创新:补偿动态变形
高速的齿轮运转不仅会使其本身的各个部件承受极大的变形,从而使其实际的齿形与理论的设计的齿形产生较大的偏差,从而引起了齿轮的边缘接触与局部的过载。采用对美特的双向齿廓的修形的特有的技术处理:对齿的高端均能对其0.02-0.05mm的微小的修缘的处理手段,从而有效的消除了其对下牙的啮入的冲击,对于那些由于长期的磨损,已经出现了明显的向后弯曲的齿根,均能对其0.03-0.08mm的鼓形的修形,从而对其补偿了其向后的弯曲的变形等,对于患者的口腔功能的复原起到了很不错的作用。凭借对齿向端面的精细的修薄处理(单端的修薄量都能控制在0.01-0.03mm以上),不仅能确保齿面的接触面积的相对的15%的提高,而且对载荷的分布也能达到30%的均匀性。基于对比的第三方检测表明了修形后的该模组相比之下,其1000rpm转速下的噪声值已经从78dB的高值降至了55dB的较低的值,相对的降噪幅度达29.5%之多。

材料与制造工艺升级:降低微观误差
唯其材料的精良选择、加工的精密度才真正使得对噪音的控制才能从根本上得以实现.。采用对高韧性合金钢的精心处理手段,如真空的淬火和深冷的调制等,使其既能将齿面的硬度推到HRC58-62的高值,又能保持其柔韧的芯部,从而大大地减少了微裂纹的产生。借助对齿形的精密的五轴联动数控的磨齿加工,使其齿形的误差都能控制在±0.005mm以内,尤其是对齿向的误差的控制都能达到≤0.008mm,对传统的工艺都比提高了40%以上的精度。并通过对齿面的激光熔覆形成0.01mm的高密度耐磨的微细表层,进一步降低了传动的摩擦系数,减少了传动的摩擦噪声等.。
系统级降噪设计:阻断传播路径
基于对齿轮齿条的外部优化的同时,美特的设计还从系统的层面上对降噪的体系的构建上下了了不少的工夫,如将模组的外壳都采用了复合的阻尼的结构内层就用了高的密度的隔音的棉,外层就用了铝合金的吸振的壳体这样就可对高的频的噪声都可达到了12dB的衰减的成效。而传动的轴系也配备了双列的圆锥的滚子轴承通过对其的预紧的力的调节就可将轴向的游隙都得到了很不错的消除从而也就将轴向的振动都得到了很不错的地减少;同时对模组的底部也都安装了专门的橡胶的减震的垫,通过这样的装置就可将轴向的振动都得到了很不错的地阻断的向基座的传递。借助对比的实测数据表明了我们的这一整套系统在1米的距离处的噪声值都已降低了传统的设计的31%,达到了行业的高端水平。
借助对美特的低噪音齿轮齿条模组的广泛应用在半导体的设备、机器人的关节、精密的机床等领域的客户的反馈中可见其大大地提高了设备的运行的稳定性同时也将原有的操作的环境的噪声都降低至60dB以下,甚至都接近了我们的办公室的标准的噪声环境了。其不仅圆满地解决了精密传动领域长期以来所面临的传统的工艺制造成的资源的浪费、环境的污染等一系列的传统的工艺的弊端,更为精密传动的绿色制造提供了了新一轮的发展的新范式,具有广阔的发展前景。