1、降低齒輪噪音的方法降低齒輪傳動噪聲的有效方法齒輪傳動在各種機械中有著廣泛的應用。它與帶傳動、鏈傳動、蝸輪蝸桿傳動等相比較有很多優點。例如：傳動的速度范圍廣、傳遞的功率大、傳動可靠、結構緊湊、壽命長、能保證 恒定的瞬時傳動比， 但它的缺點之一是噪音大。那么，如何有效的降低齒輪傳動的噪聲，筆 者淺談如下：一、選擇材料齒輪的材料一般有碳素鋼、鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵和非金屬材料（如尼龍、夾布塑料）等。為了降低齒輪傳動的噪聲，在某些強度要求不高的場合， 可大膽地使用非金屬材料作為首選齒輪的材料。特別是隨著我國科技工作者對非金屬材料的研究和開發逐漸深入，用非金屬材料制造零件的強度、 精度將逐步提高，它將越來越被

2、機械設計工作者所青睞。同時，也可在 一對嚙合齒輪中，一個齒輪采用非金屬材料， 另一個齒輪仍用金屬材料。一般是小齒輪用非金屬材料，大齒輪用金屬材料，可以降低齒輪傳動的噪聲。二、選擇齒輪的參數選擇齒輪的參數時，應有利于降低齒輪傳動的噪聲。 選擇齒輪的齒數時應以多齒數為好。即：中心距確定后，在滿足彎曲疲勞強度的前提下，盡量降低模數。由于d=mz,當齒輪的分度圓直徑d 一定時，模數m越小，齒數z越多，增加了重疊系數，從而降低齒輪傳動的噪 聲。同時，由于模數降低，齒輪的加工成本也會降低。另一方面，當不能降低齒輪模數時，應先考慮采用斜齒輪， 這樣也可以增加重疊系數，降低齒輪傳動的噪聲。 在斜齒輪傳動中對于

3、螺旋角的選擇要求很高，原因是由于螺旋角較小，體現不出斜齒輪傳動的優點，而螺旋角越大，相應地帶來軸向力的增大，所以一般要求螺旋角在820。之間。而實際應用中，較小傳動功率的條件下，螺旋角可稍大于16。為宜，這樣降低噪聲的效果更為明顯，并且又不能引起較大的溫升（因螺旋角較大，則軸向力增加，會使無用功增大而產生高溫）。再次，我國對一般用途的齒輪傳動規定的標準壓力角“ =20。，但對重合系數接近 2的高速齒輪傳動，推薦采用齒頂高系數為11.2,壓力角為16。18。的齒輪，這樣做可增加輪齒的柔性，降低齒輪傳動的噪音。三、結構方面齒輪盡量避免采用實心結構，而應設計成腹板式結構。 也就是只要強度滿足要求，

4、齒輪應盡量減輕重量。這樣可使齒輪的固有頻率降低，從而降低嚙合的噪聲。四、裝配方面裝配質量對齒輪傳動噪聲影響較大。選用同一臺機床加工出來的左右旋齒輪組裝，將有利于降低齒輪的嚙合噪聲。裝配前要特別注意先清洗齒輪端面的毛刺，因為端面毛刺在嚙合的過程中直接產生噪聲，有條件的話可對齒廓間作降低噪聲修緣。五、模擬工作狀況的跑合對于以上措施仍達不到要求，又五條件提高齒輪加工精度時，模擬工作狀況的跑合是最有效最廉價的方法。 跑合時，在嚙合區涂上研磨膏， 然后正轉1020h,再反轉同樣的時間。 跑合時要注意不要讓研磨膏進入軸承部位，以免造成軸承磨損。跑合后要把設備清洗干凈， 不留研磨膏和磨屑?？傊?，采用齒輪轉動

5、時，在齒輪的設計、制造和安裝上要采取實用有效的方法，這樣可以降低齒輪傳動的噪聲。 對于改善工人的工作環境和身體健康都具有十分重要 的意義。*治理齒輪傳動噪聲為了避免減速機不能通過出廠測試，原因之一是減速機存在間歇性高噪聲；用ND6型精密聲級計測試，低噪聲減速機為72.3Db （A）,達到了出廠要求；而高噪聲減速機為 82.5dB （A）,達不到出廠要求。經過反復測試、分析和改進試驗，得出的結論是必須對生產的各個環節進行綜合治理，才能有效降低齒輪傳動的噪聲。1 齒輪精度的基本要求經實踐驗證，齒輪精度必須控制在 GB10995 8878級，線速度高于 20m/s齒輪，齒距極 限偏差、齒圈徑向跳動公

6、差、齒向公差一定要穩定達到7級精度。在達到 7級精度齒輪的情況下，齒部要倒梭，要嚴防齒根凸臺。2 控制原材料的質量高質量原材料是生產高質量產品的前提條件，我公司用量最大的材料40Cr和45鋼制造齒輪。無論通過何種途徑， 原材料到廠后都要經過嚴格的化學成分檢驗、晶粒度測定、純潔度評定。其目的是及時調整熱處理變形，提高齒形加工中的質量。3 防止熱處理變形齒坯在粗加工后成精鍛件，進行正火或調質處理，以達到：（1）軟化鋼件以便進行切削加工；（2）消除殘余應力；（3）細化晶粒，改善組織以提高鋼的機械性能；（4）為最終能處理作好組織上的準備。應注意的是，在正火或調質處理中，一定要保持爐膛溫度均勻，以及采用

7、工位器具，使工件均勻地加熱及冷卻，嚴禁堆放在一起。需鉆孔減輕重量的齒輪， 應將鉆孔序安排在熱處理后進行。齒輪的最終熱處理采用使零件變形較小的齒面高頻淬火；高頻淬火后得到的齒面具有高的強度、硬度、耐磨性和疲勞極限，而心部仍保持足夠的塑性和韌性。為減少變形。齒面高頻淬 火應采用較低的淬火溫度和較短的加熱時間、均勻加熱、緩慢冷卻。保證齒坯的精度齒輪孔的尺寸的精度要求在孔的偏差值的中間差左右分布，定在W.003 0.005mm ;如果超差而又在孔的設計要求范圍內，必須分類，分別轉入切齒工序。齒坯的端面跳動及徑向跳動為6級，定在0.010.02mm范圍內。5 切齒加工措施對外購的齒輪刀具必須進行檢驗，

8、必須達到AA級要求。齒輪刀具刃磨后必須對刀具前刃面 徑向性、容屑槽的相鄰周節差、 容屑槽周節的最大累積誤差、 刀齒前面與內孔軸線平行度進 行檢驗。在不影響齒輪強度的前提下，提高齒頂高系數，增加 0.050.1m,改善刀具齒頂高系數， 避免齒輪傳動齒根干涉。M=12的齒輪采用齒頂修圓滾刀，修圓量 R=0.10.15m。消除齒頂毛刺，改善齒輪傳動時齒頂干涉。切齒設備每年要進行一次精度檢查， 達不到要求的必須進行維修。 操作者亦要經常進行自檢， 特別是在機床主軸徑向間隙控制在0.01mm 以下，刀軸徑跳 0.005mm 以下，刀軸竄動0.008mm 以下。刀具的安裝精度：刀具徑向跳動控制在0.003

9、mm 以下，端面跳動 0.004mm 以下。切齒工裝精度，心軸外徑與工件孔的間隙，保證在0.0010.004mm 以內。心軸上的螺紋必須在丙頂類定位下，由螺紋床進行磨削：垂直度三 0.003mm ,徑跳三0.005mm 。螺母必須保證內 螺紋與基準面一次裝夾車成，墊圈的平行度三0.003mm 。6 文明生產齒輪傳動噪聲有 30%以上的原因來自毛刺、磕碰傷。有的工廠在齒輪箱裝配前，去除毛刺及磕碰傷，是一種被動的做法。作者比較主張以下做法：(1)齒輪軸類零件，滾齒后齒部立即套上專用的塑料保護套后轉入下道工序，并帶著專用的塑料保護套入庫和發貨。(2)進行琦齒工藝，降低齒面粗糙度，去除毛刺，并防止磕碰

10、傷，能有效地降低齒輪傳動噪聲。7 采取基它材料及熱處理、表面處理方式(1) 可利用粉末冶金成型技術，齒輪成型后齒部高頻淬火。(2) 采用墨鑄鐵，齒輪切削加工后，再進行軟氮化處理。(3) 采用40Cr材料，齒輪切削功工后，采用軟氮化處理或齒部鍍銅處理。綜合所述，要根治齒輪傳動噪聲，齒輪材料及熱處理是要本，齒坯精度是保證，齒輪精度是關鍵，文明生產是基礎。齒輪傳動系統的噪聲分析為從設計角度出發降低齒輪傳動系統的噪聲，我們就應首先來分析一下齒輪系統噪聲的種類和發生機理。在齒輪系統中，根據機理的不同，可將噪聲分成加速度噪聲和自鳴噪聲兩種。一方面，在齒輪輪齒嚙合時， 由于沖擊而使齒輪產生很大的加速度并會引

11、起周圍介質擾動，由這種擾動產生的聲輻射稱為齒輪的加速度噪聲。另一方面，在齒輪動態嚙合力作用下，系統的各零部件會產生振動，這些振動所產生的聲輻射稱為自鳴噪聲。對于開式齒輪傳動，加速度噪聲由輪齒沖擊處直接輻射出來，自鳴噪聲則由輪體、 傳動軸等處輻射出來。對于閉式齒輪傳動， 加速度噪聲先輻射到齒輪箱內的空氣和潤滑油中，再通過齒輪箱輻射出來。自鳴噪聲則由齒輪體的振動通過傳動軸引起支座振動，從而通過齒輪箱箱壁的振動而輻射出來。一般說來，自鳴噪聲是閉式齒輪傳動的主要聲源。因此，齒輪系統的噪聲強度不僅與輪齒嚙合的動態激勵力有關，而且還與輪體、傳動軸.軸承及箱體等的結構形式、動態特性以及動態嚙合力在它們之間的

12、傳遞特性有關。一般來說，齒輪系統噪聲發生的原因主要有以下幾個方面：（1）齒輪設計方面 參數選擇不當，重合度過小，齒廓修形不當或沒有修形，齒輪箱結構不合理等。（2）齒輪加工方面 基節誤差和齒形誤差過大，齒側間隙過大，表面粗糙度過大等。（3）輪系及齒輪箱方面 裝配偏心，接觸精度低，軸的平行度差，軸，軸承、支承的剛度不足，軸承的回轉精度不高及間隙不當等。（4）其他方面輸入扭矩。負載扭矩的波動，軸系的扭振，電動機及其它傳動副的平衡情況等。齒輪傳動的減噪聲設計基于以上分析，本文將重點從齒輪設計、齒輪加工以及輪系及齒輪箱三個方面展開詳細 討論。1.齒輪設計方面（1）齒輪的類型和材料齒輪的類型從傳動平穩、

13、噪聲低的角度出發， 斜齒圓柱齒輪同時接觸的齒對多. 嚙合綜合 剛度的變化比較平穩。因此振動噪聲可能比同樣的直齒圓柱齒輪低， 有時可低到大約12dB。對于人字齒輪，由于要求嚴格對中，微小的誤差或唐損不均都可能影響人字齒輪的均載和 傳動平穩性，因此在圓柱齒輪中，斜齒圓柱齒輪是降低噪聲最佳的齒輪類型.從1969 1987年，埃及開羅 Ain-Shams大學丸A.Y . Atfia教授對漸開線斜齒輪，單圓弧齒輪和雙圓 弧齒輪進行了實驗研究，他比較了這三種齒形的齒輪在不同載荷和不同轉速時的噪聲.研究表明，在這三種齒形中，漸開線斜齒輪的噪聲最低且受所傳遞的載荷和運轉速度的影響最小，單圓弧齒輪次之，雙圓弧齒

14、輪最差.齒輪的材料 齒輪的材料。熱處理和潤滑方式等均會對系統噪產生影響。一般說來，用衰減性能好的材料制造齒輪，可使噪聲降低.但衰減性能好的材料強度均不高，并非在任何場合均能采用。例如.酚醛樹脂與尼龍等則往往僅能用來制造縫紉機等輕工機械用輕載齒輪。為了降低噪聲，可在承載的鋼質齒輪齒面滲硫或鍍銅.齒面滲硫的目的是減小齒面磨擦系數.齒面鍍銅已被用在透平機齒輪上，用以提高齒輪的接觸精度。齒輪熱處理對噪聲也有影響.例如，齒輪淬火后衰減性能變壞，噪聲會增加3-4dB ,因此強度和磨損性能要求不高的齒輪不必淬火。至于潤滑油和加油方法的影響，一般認為，噪聲隨油量和油的粘度增大而變小，這是因為潤滑油有阻尼作用，

15、可防止嚙合齒面直接接觸。采用油浴潤滑時，因油面高度不同，齒輪噪聲也不同，即不同的齒輪箱有不同的最佳油位.（2）齒輪幾何參數模數當傳遞較大載荷時，由于輪齒嚙合的動態激勵 主要是輪齒的彎曲變 形引起的，而輪齒的彎曲剛度又與模數成正比，因此增大模數可減小輪齒的動態激勵，從而降低噪聲。 但是在傳遞載荷較小或空載時，情況就有所不同了。此時輪齒誤差的影響會遠 大干輪齒變形，我們就應從齒乾加工誤差的角度來考慮模數大小對噪聲的影響.例如，齒距誤差 注 可按下式求得：AP = C1 +C2M+C3 1.式中do 齒輪節圓直徑 M 模數C1、C2、C3 有關常數算 而齒形誤差 則可由下式計：N=C4M+C5 式中

16、C4 , C5為有關常數。由(1)(2)兩式可以看出，上述兩項誤差直接與模數有關，并且模數大，齒形誤差大.噪聲也大。因此，在傳遞載荷較小或空載時，在齒輪強度允許的情況下，應盡可能取 小模數。 齒數 若模數不變，改變齒數則齒輪直徑和齒輪表面積也隨著改變.這樣， 由于 齒輪噪聲輻射面積的改變引起了噪聲的變化。一般說來，噪聲的大小主要不決定于振源的能量而決定于噪聲的輻射面積。按聲學原理，若把齒輪作為圓板，它向空中輻射的聲功率WR ,可按下式計算： WR = O.06pW2R2 /兀C3(6+0.85RP)2 xF2 (3式中：F 按正弦規 律變化的激振力的有效值R圓板直徑o -面密度p空氣密度角頻率

17、 C常數由(3)式可知，隨著四板直徑的增大，噪聲將急劇增加。因此，設 計齒輪時，應盡可能減小齒輪直徑。此外，由式(1), (2)可以看出，齒距誤差與齒輪直徑有關，而齒形誤差與直徑無關，因此減小直徑不會增加達到齒輪加工精度的難度。齒寬齒寬變化引起噪聲改變的原因在于能量衰減的不同。因此齒寬大的齒輪衰減性能好，從而噪聲也低.重合度增大重合度可以減小齒輪傳動的噪聲。首先，增大重合度可以減小單對輪齒的負荷.從而可以減小嚙入和嚙出的負荷沖擊，降低齒輪噪聲。其次，隨著接觸齒對的增加，單對輪齒的傳動誤差被均化，從而減小了輪齒的動態激勵。此外，幾乎所有的對齒輪噪聲有影響的輪齒參數，實際上都是由于他們對重合度的影

18、響而起作用的。例如，對于重合度為13的圓柱齒輪，降低齒輪的壓力角，減小模數，使齒頂高有較小的增加，均是由 于增大了重合度而使齒輪噪聲降低的。當然，壓力角減小，增加了輪齒的柔性，也降低了動態激勵，從而有利于噪聲的降低。螺旋角 由于斜齒輪是從齒的一端逐漸進入嚙合，因此嚙合沖擊小，噪聲低。一般說來，隨著螺旋角的增大，重合度增大，噪聲降低。但是，當螺 旋角較大時其降噪效果較螺旋角較小時要差。這是因為螺旋角大時，加工、安裝困難，影響了實際的重合度.齒的修形、整形和變位在齒輪的實際工作狀態下，由于輪齒、傳動軸和箱體的變形會使輪齒在嚙入和嚙出時產生干涉和沖擊，引起強烈的振動和噪聲. 為此，可采用進行修形、整

19、形和變位的方式對嚙合變形進行補償達到降低振動和噪聲的目的。齒輪加工方面1 .齒輪精度方面齒輪的加工精度對齒輪系統噪聲有著重要的影響。一般來 說，提高加 工精度有助于降低齒輪系統的噪聲。但提高加工精度要受加工成本的限制，且 初始的加工精度越高，提高精度的降噪效果也越不明顯。在各單項輪齒誤差中，齒形誤差對噪聲的影響最大。 齒形誤差大，則齒輪噪聲大，但兩者間并非簡單的線性關系。因為噪聲的大小，不僅取決于齒形誤差的大小，更主要的是取決于齒形形狀。實驗證明，略帶鼓形的 齒形形狀，有利于降低噪聲. 關于齒輪輪齒側隙對噪聲的影響，一般說來，如果側隙過小，噪聲會急劇增大，而側隙稍大些對噪聲的影響并不大。2.加工方法方面 齒輪加工的方法有多種，一般說來，加工方法與齒輪噪聲沒有十分固定的關系，因為還要受到加工技術的影響。通常，不同的加工方法將產生不同的齒面粗糙度，改善齒面粗糙度有利于降低噪聲。輪系及齒輪箱方面 1 .齒輪輪體結構方面 齒輪輪體的結構對齒