齿轮传动噪声的控制

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!K ! 修正轮齿缘 在机械传动中， 齿轮机构由于具有结构紧凑、 传动比稳定、 !K !K ’ 齿形修整
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’ 前言
传递功率大、 传动效率高、 使用寿命长等优点， 因而使用十分广 泛。齿轮机构的主要缺点是振动和噪声较大。 噪声是各种不同频率和声强的无规律的、杂乱的组合。噪 声起源于振动，其大小不仅决定于振源的传递和噪声的辐射。 控制噪声最有效最根本的途径是直接控制噪声源，即使是对噪 声源的局部减弱，也将有助于对传播途径和接收者这两方面噪 声控制工作的简化， 并将起到提高抑制噪声的效果。因此， 降低 噪声的根本途径在于控制振源，并减小噪声的传播。根据声学 理论和实践可知，通过对齿轮噪声、轴承动噪声和箱体噪声的 控制， 能有效地降低机械传动中的噪声。
&’ $ 改进润滑方式
飞溅润滑会增加油的搅动噪声，而且在齿面间留有过量的 油对直齿轮会产生有害的泵油作用， 增加噪声。因此， 从控制噪 声的角度看， 采用注油润滑较好。齿轮润滑所需的油很少， 大量 给油是为了起冷却作用，所以最好入侧给以润滑所需的适当油 量， 而较多的冷却油从啮出侧供给。 选用粘度较大的润滑剂， 可增加阻尼， 减少齿面的划伤和磨 损， 减小噪声。但对高速的齿轮变速箱， 为了减小功率， 应选用 粘度较小的润滑剂。
!K ’K ’ 周节误差会造成啮合冲击和角速度变动，高速 时会引起强烈振动和噪声
主动齿轮和从动齿轮的影响是不同的，从动齿轮在啮合起 点处弯曲最大， 由于周节误差的影响， 使齿的振动时大时小； 相 反，主动齿轮在啮合终点处弯曲最大，周节误差对振动影响较 小， 所以， 应着重控制从动齿轮的周节误差。
!K ’K ! 齿向误差造成轮齿边缘接触而增大噪声 呈中凹形， 影响更大。 !K ’K ( 齿形误差对噪声的影响很大，
&’ ( 齿轮的阻尼处理
减小齿轮噪声另一种有效措施是对齿轮的阻尼处理，其目 的是使齿轮的阻尼效应加强。阻尼处理方法有：在齿轮体上附 加弹性阻尼材料 ) 采用高阻尼合金材料制造； 采用附加减噪阻尼 等方法； 在齿轮端面涂橡胶或在端面开槽灌注粘弹性材料。 增加齿轮的阻尼，能有效地降低齿轮传动的振动和噪声。 其主要措施如下： ! * # 采用高阻尼合金材料或其他材料制造齿轮， 如铸铁、 尼 龙、 酚醛树脂等， 都可以降低噪声。 ! & # 采用阻尼涂层的方法把阻尼材料涂敷在齿轮上或填入 齿轮内部， 这样既可以吸收部分声能， 又能阻止声能的传播， 达 到有效降噪的目的。 ! + # 采用加阻尼环的措施也能提高降噪效果。阻尼环是由 铸铁或阻尼合金制成， 嵌装在齿轮体环槽内， 利用阻尼环与齿轮 体间的滑动摩擦阻尼对齿轮振动起抑制作用， 从而降低噪声。 ! , # 尽量不淬火。 齿轮淬火后， 衰减率降低， 噪声增大。 对于 强度要求不高的齿轮， 为了降低噪声， 可不必淬火。
在结构条件许可且满足强度、 刚度、 传动比要求的前提下， 改进某些齿轮参数， 可有效地达到降低噪声的目的。 + ’ , 尽可能降低齿轮的线速度。不平衡离心惯性力与速度 的平方成正比， 降低线速度可减小齿与齿面的冲击。 + ! , 尽可能缩小齿轮直径。若把齿轮视为圆板， 在激振力恒 定时， 齿轮辐射 + ( , 采用互为质数的非整数传动比。齿轮传动时， 可避免制 造误差周期性地复映到传动系统上而加剧振动和噪声。 + # , 确定合适的齿侧间隙。过大易产生冲击， 过小易在啮合 时的排气速度增加， 都会导致振动和噪声的增加。通常， 载荷变 化大， 正反转频繁时， 取较小值， 否则取大侧隙。 + % , 模数选择。对于传递功率较大的齿轮， 齿根弯曲变形是 主要影响因素， 宜选用较大模数， 模数越大， 噪声越小。而对于
一般采用滚—剃—珩加工的齿轮，剃齿后齿形中凹，珩齿后 的齿形顶凸， 齿根凹， 在啮合过程中引起瞬间回转角的变化， 传动 不平稳， 产生冲击和振动， 在高速传动中发出很响的冲击声。解决 的办法是将剃齿刀修磨成中凹形，剃齿中凸的齿形，并经珩齿后 也保持凸齿形， 保证齿面在中间接触， 对降低噪声有显著效果。
+’ & 调整合适的轴承间隙
调整轴承间隙，其作用是给滚动轴承施加预紧力，提高刚 度， 增加摩擦阻尼。预紧力过小， 承载时易产生窜动： 预紧力过 大， 则会加剧轴承的摩擦、 磨损和噪声， 并使轴承温升增加。
+’ + 轴承外环与支承孔和轴承的配合以略松为宜
可使接触处油膜对外环振动起阻尼作用，并以免因支承孔和 轴的圆度误差而影响内外轴承内外环变形， 引起冲击和噪声。
! " # 在主轴上安装铸铁套， 可增大阻尼， 减小齿轮引起的振 动和噪声。
+ 轴承噪声的控制
轴承不仅自身产生噪声，而且使安装在轴上的其他零件也 产生噪声， 因此控制轴承也很重要。
+’ * 改用合适的轴承类型和精度
! * # 滚动轴承往往是主要噪声源。 滑动轴承比滚动轴承阻尼 大， 刚性好， 噪声低； ! & # 在滚动轴承中， 球轴承比圆锥滚子轴承的噪声低， 对装 配质量不敏感。在满足支承刚度的前提下， 应尽量选用球轴承； ! + # 轴承精度高， 振动、 噪声小。但随之价格提高， 修理费用 增加， 应根据使用要求综合考虑；
!K ( 改用斜齿轮或人字齿轮
斜齿轮传动的噪声低于直齿圆柱齿轮传动；人字齿轮的噪 声更低， 但必须制造精确。对于磨齿的斜齿轮， 随着螺旋角 ! 增 加， 噪声减小， 若齿轮传动轴刚性 ! 为 ("M附近噪声最小。但是， 差， 容易引起轴向振动， 则噪声可能反而随 $ 增加而升高。
!K # 改进齿轮参数
( 小结
齿轮的噪声与其布置情况、 轴的刚度、 轴承安装精度、 工作 机构与机体的刚性、 润滑状况等等因素有关， 故欲降低齿轮机构 的噪声， 应从整机设计、 制造、 安装与使用等各方面综合考虑， 采 用综合措施， 才能达到理想的降低齿轮机构噪声的效果。
参考文献
张玉峰 ’ 噪声与降噪技术， 机械工程师进修大学教材 ’ * 毛学飞， 机械传动噪声的控制， 矿山机械， & 杨怀云， *//,01’ /2+&’ + 丁景民 ’ 机床的噪声控制 ’ 新技术新工艺， *//+01’ (2&$’
【摘要】 分析齿轮传动系统中， 由于振动等因素引起噪声， 并论述降低噪声的几种方法。 关键词：齿轮传动；噪声；降噪 【/HCGF:IG】 !"# $%$#& %’%()*#+ ,#%& -&%’+./++/0’ ’0/+#+ 12# -0 3/4&%-/0’5 #-67 8’1 1/+62++#+ +#3#&%( .#-"01 90& ’0/+#+ &#126/’,7 !"# $%&’() *"+& ,&+-(./((/%-0 1%/("0 1%/("( &"’23/-4 文献标识码：/
使齿轮在两对齿轮啮合时的弯曲刚度减小，以减小与一对 齿啮合时的变曲刚度之差，减小周围方向的振动和噪声。齿顶 或修成直线形或圆弧形。
!K !K # 采用逐渐啮合的正齿轮
在正齿轮齿长方向，一端的修缘大于另一端，使齿轮逐渐 进入啮合，可减小两对齿啮合的合成刚度，从而减小一对齿啮 合时的弯曲度， 减小啮合冲击。
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夏卿坤等： 齿轮传动噪声的控制
齿轮， 安装时要调整平衡块， 作好动平衡；
第+期
一般载荷不大的齿轮， 应尽可能选用较小模数， 因为此时的加工 误差是主要影响因素；而且模数小可增加齿数，使啮合系数增 大， 有利于提高传动平稳性， 降低噪声。 ! " # 增大重迭系数。 重迭系数为整数时， 降低噪声效果更好。 ! $ # 采用变位齿轮。可提高轮齿的承载能力，减小弯曲变 形。但变位量应加以聘用制， 变位量大， 噪声会显著增大。 ! % # 齿宽的选择。在强度许可的情况下， 应尽量减小齿宽。 齿宽增加， 虽然齿的弯曲变形减小， 衰减性能增加， 排气速度提 高， 轴齿泵油的振动和噪声增加。
, 箱体噪声的控制
齿轮变速箱体是噪声的主要辐射件。箱体的箱壁作为辐射 面， 将噪声辐射出去。 为了达到箱体降噪， 主要是减少声辐射， 即 控制箱体对激振的响应。特别是当外来激振频率与箱体的固有 频率相同时，会爆发出强烈的共振噪声。可以采用如下几种措 施， 以达到降噪之目的。 ! * # 改用吸声性能好的材料做箱体盖板以及各种外露的运 动部件的罩壳， 既防止噪声直接传出， 又起到了吸声作用。 ! & # 在制作箱体时， 采用高阻尼材料 ! 如铸铁、 塑料等 # 或在 箱体内壁表面涂上一层橡胶， 可起到衰减噪声的作用。 ! + # 适当把箱体的箱壁加厚， 或在箱体上加筋都能提高箱体 的刚度， 减少箱体的振动， 实现降噪。 ! , # 测出箱体上声压级量大的地方， 用点焊的办法加筋， 以 增加阻尼， 提高固有频率， 从而达到减振和降噪的目的。