齒輪傳動(dòng)噪聲產(chǎn)生原因及控制

1、齒輪傳動(dòng)噪聲產(chǎn)生原因及控制摘要：結(jié)合多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，分析齒輪傳動(dòng)噪音的產(chǎn)生的原因，同時(shí)，就如何控制和減少噪音，提出了一些比較實(shí)用的方法，僅供相關(guān)人士參考。關(guān)鍵詞：齒輪傳動(dòng)、噪音、消除、共振、漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的噪音是很早以前人們就關(guān)注的問(wèn)題。但是人們一直未完全解決這一問(wèn)題，因?yàn)辇X輪傳動(dòng)中只要有很少的振動(dòng)能量就能產(chǎn)生聲波形成噪音。噪音不但影響周?chē)h(huán)境，而且影響機(jī)床設(shè)備的加工精度。由于齒輪的振動(dòng)直接影響設(shè)備的加工精度，滿足不了產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求。因此，如何解決變速箱齒輪傳動(dòng)的噪音尤為重要。下面談?wù)剻C(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和修理中消除齒輪傳動(dòng)噪音的幾種簡(jiǎn)單方法。1噪音產(chǎn)生的原因轉(zhuǎn)速的影響齒輪傳動(dòng)若轉(zhuǎn)速較高，則齒輪

2、的振動(dòng)頻率增高，嚙臺(tái)沖擊更加頻繁，高頻波更高。據(jù)有關(guān)資料介紹，轉(zhuǎn)速在1400轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)頻率達(dá)5000H。產(chǎn)生的聲波達(dá)88dB形成噪音軟。一般光學(xué)設(shè)備變速箱輸出軸的轉(zhuǎn)速都較高。高達(dá)20002800轉(zhuǎn)/分鐘。因此，光學(xué)設(shè)備要解決噪音問(wèn)題是需要研究的。載荷的影響我們將齒輪傳動(dòng)作為一個(gè)振動(dòng)彈簧體系，齒輪本身作為質(zhì)量的振動(dòng)系統(tǒng)。那么該系統(tǒng)由于受到變化不同的沖擊載荷，產(chǎn)生齒輪圓周方向扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，形成圓周方向的振動(dòng)力。加上齒輪本身剛性較差就會(huì)產(chǎn)生周期振幅出現(xiàn)噪音。這種噪音平穩(wěn)而不尖叫。齒形誤差的影響齒形誤差對(duì)齒輪的振動(dòng)和噪音有敏感的影響。齒輪的齒形曲線偏離標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線形狀，它的公法線長(zhǎng)度誤差也就增大。

3、同時(shí)齒形誤差的偏離量使齒頂與齒根互相干擾，出現(xiàn)齒頊棱邊嚙合，從而產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。共振現(xiàn)象的影響齒輪的共振現(xiàn)象是產(chǎn)生噪音的重要原因之一。所謂共振現(xiàn)象就是一個(gè)齒輪由于剛性較差齒輪本身的固有振動(dòng)頻率與嚙合齒輪產(chǎn)生相同的振動(dòng)頻率，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象。由于共振現(xiàn)象的存在，齒輪的振動(dòng)頻率提高，產(chǎn)生高一級(jí)的振動(dòng)噪音。要解決共振現(xiàn)象的噪音問(wèn)題，只有提高齒輪的剛性。嚙合齒面的表面粗糙度影響齒輪嚙合面粗糙度會(huì)激起齒輪圓周方向振動(dòng)，表面粗糙度越差，振動(dòng)的幅度越大，頻率越高，產(chǎn)生的噪音越大。潤(rùn)滑的影響對(duì)嚙合齒輪齒面潤(rùn)滑良好可以減少齒輪的振動(dòng)力，它與潤(rùn)滑的方法有關(guān)。據(jù)有關(guān)資料介紹，齒輪箱中企圖增加潤(rùn)滑油的數(shù)量，提高潤(rùn)

4、滑油面的高度或用潤(rùn)滑粘度較高的潤(rùn)滑油來(lái)減少齒輪箱的振動(dòng)和噪音其收效甚少。若采用齒輪嚙合面上充分注入潤(rùn)滑的方法進(jìn)行強(qiáng)制性潤(rùn)滑，結(jié)果嚙合面的沖擊性顯著減少。2齒輪設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題影響齒輪噪音的基本因素普遍認(rèn)為，影響齒輪噪音的基本因素為：載荷、速度、齒輪箱和軸承的機(jī)械性能、傳動(dòng)誤差。由于齒輪箱是被用來(lái)傳遞在一固定速度或變速情況下的事先要求的負(fù)載，我們就不能控制上述的前兩個(gè)參數(shù)。第3個(gè)參數(shù)則應(yīng)由設(shè)計(jì)者來(lái)確定，設(shè)計(jì)者必須考慮正在被設(shè)計(jì)的齒輪箱的剛度和質(zhì)量以及所采用的軸承的規(guī)格型號(hào)。但是，由于齒輪箱載荷和速度的要求，這可能是齒輪設(shè)計(jì)者在對(duì)軸承型號(hào)的選擇上只有很小的余地。第4個(gè)參數(shù)是設(shè)計(jì)者和齒輪檢驗(yàn)人

5、員兩者共同承擔(dān)的責(zé)任。設(shè)計(jì)者必須規(guī)定他所能接受的最大傳動(dòng)誤差，而檢驗(yàn)人員則必須保證齒輪被加工在圖紙給出的公差范圍之內(nèi)。影響齒輪噪音的主要因素設(shè)計(jì)者可控制的、影響齒輪噪音的最主要因素就是齒輪的傳動(dòng)誤差。所以，設(shè)計(jì)者給出這個(gè)誤差值是必須慎重的。例如一個(gè)汽車(chē)齒輪箱，它帶有4當(dāng)前進(jìn)速度和1檔倒退速度的普通人控變速箱，每個(gè)齒輪和第4齒輪嚙合時(shí)的傳動(dòng)誤差是參照了標(biāo)準(zhǔn)齒輪進(jìn)行測(cè)量的。由于這臺(tái)特殊齒輪箱的設(shè)計(jì)，具有擺動(dòng)齒的特性，結(jié)果能從輸人端到輸出端的傳動(dòng)誤差從最大值變到最小值，即有一個(gè)跳動(dòng)的影響。如果對(duì)汽車(chē)?yán)锩鏃l件不變的同一齒輪箱里不同的齒輪組合的噪音畫(huà)出最大總傳動(dòng)誤差的圖表，這圖表表明在極限范圍內(nèi)放射出的

6、噪音是與齒輪的總傳動(dòng)誤差成比例的，即噪音dB=KS式中，K一為齒輪常數(shù)；8一傳動(dòng)誤差。某公司設(shè)計(jì)的齒輪箱，一直都非常注意噪音問(wèn)題。在設(shè)計(jì)上就采取了措施，努力從源頭上減小齒輪噪音。除在所有齒輪或齒輪軸圖紙的嚙合特性表上給出相應(yīng)的傳動(dòng)誤差（齒距累積公差、齒距極限偏差等）最大、最小值之外，對(duì)于某些大型齒輪，齒寬較大，還要求對(duì)齒輪修形，增加齒輪副之間的嚙合率，減小齒輪噪音。3噪音消除方法機(jī)械設(shè)備大修理中，消除齒輪傳動(dòng)的噪音，主要有以下幾種方法。3.1直齒輪傳動(dòng)改為斜齒輪傳動(dòng)斜齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，嚙合沖擊少，不易產(chǎn)生共振現(xiàn)象。所以用直齒輪傳動(dòng)改為斜齒輪傳動(dòng)是解決齒輪傳動(dòng)噪音的一個(gè)重要方法。例如，某廠GP5高速

7、拋光機(jī)變速箱原設(shè)計(jì)為直齒輪傳動(dòng)。變速箱在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中振動(dòng)大，噪音響。用戶要求我們?cè)诖笮拗薪鉀Q這一問(wèn)題。后經(jīng)過(guò)廠技術(shù)人員的研究，把一對(duì)直齒輪改為斜齒輪傳動(dòng)，結(jié)果齒輪箱中的噪音顯著減少。滿足了用戶的要求。現(xiàn)在該廠所有的GP5拋光機(jī)變速箱都進(jìn)行了這一技術(shù)改造獲得了滿意的效果。3.2利用離心潤(rùn)滑法利用離心潤(rùn)滑法提高齒輪的嚙合精度是解決齒輪噪音的另一種方法。某廠DM100中型磨邊機(jī)由于變速箱噪音大，影響設(shè)備的加工質(zhì)量。為了消除變速箱中的噪音，技術(shù)人員首先把變速箱中的齒輪進(jìn)行認(rèn)真檢查并更換了嚴(yán)重磨損的齒輪，然后把更換的齒輪設(shè)計(jì)成如圖1所示的形狀。在齒底上鉆一小孔，利用離心力把油從孔中的齒面噴油進(jìn)行強(qiáng)制性的潤(rùn)滑。采用這種方法潤(rùn)滑齒面能減少齒輪傳動(dòng)共振現(xiàn)象產(chǎn)生，齒輪的傳動(dòng)噪音顯著減少，解決了變速箱的噪音。3.3齒形修正法由于齒形誤差，產(chǎn)生齒輪的齒頂嚙合，嚙合精度較差。為了提高嚙合精度我們