1、齿轮传动噪音控制【摘要】本文分析了齿轮传动噪音发生的原因，齿轮结构与噪声的关系，然后对齿轮噪声影响因素进行了研究，最后，提出了控制齿轮传动噪声的对策。 【关键词】齿轮；传动；噪音；控制 中图分类号：TG162.73 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 齿轮传动的噪音不仅会影响人类的正常生活，而且会对器械本身造成很多不利的影响，因此，需要根据齿轮出现噪音的原因进行分析，然后找出可行的控制对策。 二、机械传动中齿轮传动噪声产生的机理 齿轮中产生的噪声可以分为加速度噪声和自鸣噪声两种类型，这是根据齿轮运作的机理不同来区分的。齿轮在啮合的时候，会产生冲击，这种冲击就是导致噪声的根源，因为冲击导致了齿
2、轮周围零件的扰动，噪声也就随之出现了。这种齿轮各个系统出现振动噪音的情况就叫做自鸣噪声。 对于开始齿轮来说，其传动过程中，加速度的噪声是由齿轮冲击的地方产生的，而自鸣噪声是在轮体、传动轴的地方产生。闭式齿轮传动的时候，其加速噪声一开始会辐射到齿轮箱内的空气和润滑油中，然后，这些噪声会从齿轮箱辐射出来。它的自鸣噪声产生的原因是因为齿轮的振动后，引起了支座的振动，然后，通过齿轮箱的箱壁的振动辐射出来。一般说来,自鸣噪声是闭式齿轮传动的主要声源，我们需要重点对其产生原理进行关注。 三、齿轮结构对齿轮噪声的影响齿轮会形成噪音是因为节点脉动和齿合脉动，因此，我们要从上述两个脉动和其他有影响的因素上来分析
3、齿轮噪声出现的原因，找出可行性的对策。1、制造工艺误差及综合误差的影响齿距累计误差：齿轮安装的偏心和端跳出现误差后会出现噪声，齿距产生的啮合频率为齿轮转速的数值，当齿轮在 1500r/min 时，它的频率可以达到 25HZ，人的耳朵感觉不到很大的噪声，影响较小，可以不做重点分析对象。基节偏差：在加工过程中，中心齿与预期的齿之间的误差，这种误差足以改变齿轮角速度，使得齿轮在在啮合的时候会出现冲击，从而啮合的时候，瞬时加速度的冲击形成噪声，其基本频率为1000HZ 左右,人耳朵对这种频率比较敏感。以上的误差对齿轮噪声的影响比较大，在齿轮传动的过程中，还有很多的误差，这些误差综合起来的因素就会导致不
4、同类型的啮合： （一）前一对轮齿的啮合尚未脱离时，后一对轮齿在啮合线外进行了齿顶刮行啮合，它迫使从动齿轮产生较大的增速，接着产生较大的附加速度，产生硬冲击振动和较大的噪声。 （二）前一对齿轮啮合完毕，而后一对轮齿未进入啮合，造成主动齿轮顶刃刮行啮合，使从动齿轮转速下降，由于惯性作用这种降速往往产生啮合脱开，振动和噪声很大。2、设计参数决定因素的影响齿形的设计：降速啮合时由于转角速度等因素，主动的小齿轮的齿形齿顶应大一些，在 0.005-0.12 之间。有利于降低噪声。齿向的设计：由于齿向的加工误差以及由于齿轮的端面跳动、中心轴的跳动、两轴的不平行产生的误差，都会造成齿面在啮合的时候不能很好的接
5、触，齿向一端的接触就会有弹性变形、齿面点蚀产生较大的冲击噪声。材料：不同的材料会对齿轮的固有效率及衰减性能产生不同的影响，通过实验，我们发现，铸铁齿轮的衰减性能比钢制齿轮的衰减性能要好 511 倍，运转的时候，噪声能够降低大约 5 分贝。材料相同、热处理方式不同情况下，其衰减性能也会不同，其调质比淬火性能好。材料衰减性能好，噪声就低。 四、齿轮噪声大小的原因 1、齿轮的类型在相同的情况下，一般来说，斜齿轮比直齿轮发出的噪音更多，这是因为斜齿轮在运行的时候虽然是线接触，但是它的工作原理是齿顶的一边慢慢的转入齿合，导致了斜齿轮的接触线慢慢的变长，达到最长的时候，它的接触线又开始慢慢变短，直到最后齿
6、顶和齿合分离。而直齿轮的工作原理就不一样，其轮齿在接触的时候是全部的齿宽接触线。这两种齿轮相对比，斜齿轮在传动的时候，其实际的齿合线比直齿轮的齿合线要大得多，因此，要传动的路径更长，这就要求斜齿轮需要有更好的平稳性和承载能力，导致了斜齿轮的传动噪音要比直齿轮高出 211dB。2、齿轮的模数齿轮设计中有很多的参数，其中一个很基础的参数就是齿轮的模数，齿轮的模数通俗的讲就是齿轮尺寸的大小，如果齿轮模数大，那么齿轮尺寸就大，同时，齿轮需要承载的压力也比较大。而齿轮的弯曲程度和齿轮的模数是成反比的，因此，我们可以知道，如果齿轮的模式增大了，齿轮的刚度也会变大，齿轮传动的时候弹性变形比较小，从而齿轮在转
7、动时候产生的冲击力就会变小，传动的噪音就变小了。在这个角度来说，齿轮的模数应该大一点为好。 但是，我们不能忽略一点，那就是齿轮的加工误差和齿轮的模数也有很大的关系，一般来说，齿轮的模数越大，其加工的误差就会越大，主要表现在齿距误差和齿形误差上，误差增大之后，齿轮传动时候的噪声也会增大。因此，我们要根据实际情况来判定齿轮需要多大的模数。比如，如果齿轮需要运用在刚性要求较高的领域，就需要增大齿轮的模数，如果齿轮需要承受的刚性要求不大，不需要齿轮有很高的强度，那么，齿轮的模数可以相应的小一点，这样就可以减小加工误差，从而降低齿轮传动时候的噪声。3、齿轮齿数与直径齿轮的直径和齿轮的齿数有很大的关系，一
8、般来说，在齿轮模式确定的情况下，齿轮的齿数越多，齿轮的直径就越大，同时，齿轮的直径增大以后，也会使得噪声的辐射面积增大。所以，在制造齿轮的时候，最好能够尽量的减小齿轮的直径。4、齿宽齿轮的宽度越大，齿轮的弯曲程度就越小，其噪声就越小，所以，如果我们单单需要降低齿轮传动的噪声，完全可以使用增大齿轮宽度的方式，但是，必须是在齿轮强度允许的条件下增大齿轮宽度。但是，这种方式也会有不利的影响，那就是齿轮的宽度变大之后，其齿向的误差会变大，齿轮也容易接触不良。 五、控制齿轮传动噪声的对策由于影响齿轮传动噪声的因素很多，我们可以从多个方面研究降低噪声的方法，其将减低噪音之要点及对策整理如下：1、提高齿轮的
9、精度等级 a.将节距误差、齿形误差、齿沟误差、齿筋误差改小，则噪音自然会变小；b.研磨齿面，除了改善齿轮之各个精度外，还可改良齿面粗糙度度，故对减低噪音有很好的效果。2、适当之齿隙 a.若为脉动性之传动，则较小之齿隙对噪音之降低有帮助；b.一般较均衡性之负荷，齿隙略大对噪音的降低有好处。3、采用光滑之齿面研磨、擦磨、砥磨均可达到很理想齿面粗度，另在油中热身运转一段时间也可以改善齿面粗度，这对噪音均有降低作用。4、正确的齿面接触 a.可以使用齿面彭形加工或者削端加工的技术，这两种技术可以防止单片接触，从而降低噪音；b.对齿形进行必要的修整：如果齿轮相啮合的时候，两者之间的基本节点不能够完全相等，
10、那么就容易产生噪音。因此，需要提高齿轮的传动稳定性，减小制造的误差，发现齿轮有噪声的时候，可以使用修缘法，将齿轮的齿顶进行精心的修整，具体的可以分为直线修缘和曲线修缘两种修缘方式。c.对齿面上的碰伤或打痕进行必要的消除。5、提高咬合率 a.提高了咬合率噪音就会变小，因此，我们可以使用减小压力角，或者加高齿深均的方式来降低噪声；b.加大重叠率也可以有效的减小噪音，所以，我们尽量用螺旋齿轮代替正齿轮。 六、结束语 要想很好的控制齿轮传动噪音，必须从其原因上进行分析，分析出了原因才能够有针对的进行控制，才能够从根本上避免噪音的出现，提高齿轮的使用寿命。 参考文献 1钟国欣齿轮设备噪音的产生原理J一重技术，2008， （2） 2金钟敬，王斌齿轮噪音技术攻关J机械科学与技术，1992， （5） 3商向东.主编.齿轮加工精度.北京：机械工业出版社.1999.9 4西安交通大学机制教研室.磨齿工作原理.机械工业出版社.1977
