陳國(guó)彥 王海艷

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)生活品質(zhì)的要求越來(lái)越高，同時(shí)對(duì)生活的環(huán)境也有了新的要求，影響人們的生活的噪聲源頭也引起了人們的關(guān)注。齒輪噪聲是機(jī)械噪聲主要來(lái)源，所以如何降低減速器的噪音成為機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備需要解決的問(wèn)題。本文就是通過(guò)分析傳動(dòng)中齒輪減速器產(chǎn)生噪聲的原因，同時(shí)提出相關(guān)的降低噪音的措施。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械傳動(dòng)；齒輪減速器；降噪

齒輪減速器[1]是常常應(yīng)用在機(jī)械傳動(dòng)裝置中的一種裝置，一般是由不同的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，使原動(dòng)機(jī)的高速轉(zhuǎn)動(dòng)為工作機(jī)提供所需的速度，這種機(jī)械傳動(dòng)裝置在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛。我國(guó)是工業(yè)大國(guó)，機(jī)械設(shè)備的數(shù)量和產(chǎn)量在逐漸增加，所以配套的減速器數(shù)量、規(guī)格和品種也隨之增多。因?yàn)閭鲃?dòng)設(shè)備適應(yīng)的情況與機(jī)械設(shè)備的工作性能、適用時(shí)間、能耗等情況緊密聯(lián)系。

一、分析影響傳動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生噪聲的相關(guān)因素

噪聲是指頻率不同、聲音的強(qiáng)度也各不相同的聲音。由于它沒(méi)有規(guī)律、無(wú)序的存在，人們對(duì)噪聲很厭煩，同時(shí)噪聲也會(huì)影響人們的生活品質(zhì)，不利于人們的身體健康，如果長(zhǎng)時(shí)間受噪聲影響，一般會(huì)出現(xiàn)睡眠質(zhì)量下降、工作效率降低的情況，嚴(yán)重的甚至?xí)＜吧踩?/p>

（一）機(jī)械傳動(dòng)的系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題

機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)[2]的組合往往都比較復(fù)雜，齒輪箱就是其中復(fù)雜的傳動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)榱Φ牟煌问降霓D(zhuǎn)化，就會(huì)出現(xiàn)多種固定的頻率，這也就形成了多樣的振動(dòng)。學(xué)習(xí)物理課程的過(guò)程中，我們都清楚振動(dòng)就是產(chǎn)生聲音的源頭，只要有振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生聲音。而在機(jī)械傳動(dòng)的過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)，出現(xiàn)振動(dòng)使傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差存在，從而產(chǎn)生了噪聲。

（二）齒動(dòng)傳動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生誤差

齒輪間的大小不相符或者漸開(kāi)線的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤就會(huì)使齒輪產(chǎn)生振動(dòng)形成無(wú)規(guī)律的聲音，出現(xiàn)噪音。齒輪噪聲的大小與齒輪傳動(dòng)中的振動(dòng)幅度和振動(dòng)頻率大小緊密相關(guān)，他們是噪聲研究中重要的研究對(duì)象。從實(shí)際生活的經(jīng)驗(yàn)可以知道，影響機(jī)械齒輪振動(dòng)的因素比較多，或許可以通過(guò)改進(jìn)其他方式來(lái)減少不必要的噪聲。由此可見(jiàn)齒輪在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中的作用不容忽視，產(chǎn)生噪聲的干擾因素需要去解決，這樣可以更好的進(jìn)行機(jī)械運(yùn)作。

二、分析齒輪減速器產(chǎn)生噪音的原因

（一）參數(shù)因素

衡量設(shè)計(jì)和加工質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)是齒輪數(shù)據(jù)的精度，如果都是生產(chǎn)要求比較嚴(yán)格的高精度齒輪，那么機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中就不會(huì)有那么多的噪聲產(chǎn)生。分析齒輪精度降低了標(biāo)準(zhǔn)主要原因，可以了解到在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，為了降低生產(chǎn)成本，很多設(shè)計(jì)者會(huì)選擇不違反工作要求的前提下，設(shè)計(jì)出較多數(shù)量的精度相對(duì)較低的齒輪，這樣也成為了齒輪產(chǎn)生噪聲的重要原因，而且精度過(guò)低會(huì)使噪聲變大。

（二）精度因素

齒輪的嚙合程度主要是指齒輪在正常工作下的平穩(wěn)狀態(tài)。相對(duì)于齒輪瞬時(shí)變化的要求，一般經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，齒輪就會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)角誤差，這樣就會(huì)出現(xiàn)不同程度的噪音。

齒輪間的接觸點(diǎn)精度是指兩個(gè)齒輪間的接觸點(diǎn)的大小，接觸點(diǎn)不同的大小會(huì)反映出齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生噪聲的大小，假如接觸點(diǎn)較小就會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲，反之產(chǎn)生噪聲越小。齒輪的數(shù)據(jù)誤差會(huì)影響齒輪的精度，從而產(chǎn)生噪聲。

齒輪運(yùn)動(dòng)時(shí)傳遞的準(zhǔn)確性就是他的運(yùn)動(dòng)精度，一般在齒輪運(yùn)動(dòng)完一周后就會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)角誤差。如果齒輪的大小產(chǎn)生的誤差值累積較大，就會(huì)出現(xiàn)一些噪聲，當(dāng)累積的值不斷擴(kuò)大時(shí)，就會(huì)影響齒輪的嚙合度，最終改變轉(zhuǎn)角速度，使噪聲變大。

（三）載荷的影響

我們將齒輪看做振動(dòng)彈簧體系，齒輪本身作為作為質(zhì)量的振動(dòng)系統(tǒng)。那么系統(tǒng)受到不同的沖擊載荷，產(chǎn)生齒輪圓周運(yùn)動(dòng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，形成一種振動(dòng)力。另外齒輪本身剛性較差就會(huì)產(chǎn)生周期振動(dòng)噪聲。這種噪聲平穩(wěn)而不尖叫。

（四）共振現(xiàn)象的影響

齒輪由于剛性較差，本身有固定的振動(dòng)頻率，當(dāng)和另一個(gè)齒輪進(jìn)行嚙合時(shí)又會(huì)出現(xiàn)相同的振動(dòng)頻率，這樣就出現(xiàn)了齒輪的共振現(xiàn)象，也就形成了噪聲。如果是開(kāi)放式的齒輪傳動(dòng)，那么加速產(chǎn)生的噪聲在齒輪產(chǎn)生沖擊的時(shí)候直接輻射出去，一般是在輪體、傳動(dòng)軸等地方。對(duì)于閉式齒輪傳動(dòng)，產(chǎn)生的噪聲會(huì)被反射到齒輪箱內(nèi)的空氣和潤(rùn)滑油中，再通過(guò)齒輪箱輻射出來(lái)。自鳴噪聲就是通過(guò)傳動(dòng)軸使支座，從而使齒輪箱箱壁的振動(dòng)傳播出去，由此可見(jiàn)，自鳴噪聲是閉式齒輪傳動(dòng)的主要來(lái)源。

（五）裝配的影響

在機(jī)械設(shè)備裝配的過(guò)程中，如果不同心就會(huì)影響齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，另外齒輪半邊松半邊緊，同樣會(huì)使噪聲加劇。裝配時(shí)的不平衡會(huì)影響整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的精度。裝配前，零部件的加工精度及零件的配送方法，也會(huì)影響噪聲等級(jí)。

三、降噪的方法

（一）確保傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的整潔

對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)而言，保持系統(tǒng)內(nèi)部的清潔是齒輪正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作的前提。傳動(dòng)系統(tǒng)會(huì)被內(nèi)部存在的任何雜物物質(zhì)影響，甚至?xí)霈F(xiàn)磨損，這也是產(chǎn)生噪聲的重要原因。所以為了更好的達(dá)到降噪要求，需要對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行全面的清潔。

（二）提高齒輪制造、裝配精度

齒輪的制造精度[3]和裝配精度會(huì)影響齒輪的嚙合程度，較高的精度要求能夠有效的改進(jìn)噪聲的干擾。如果齒輪裝配未達(dá)到較高要求，會(huì)使它在傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生較多噪聲，所以在裝配前需要對(duì)齒輪的端面進(jìn)行洗凈，同時(shí)選擇相同的機(jī)床加工左右輪齒輪，這樣更有利于確保齒輪的嚙合度。

（三）及時(shí)潤(rùn)滑和正確使用油品

雖然說(shuō)潤(rùn)滑油對(duì)機(jī)械的作用比較大，但是錯(cuò)誤的潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑油脂種類也會(huì)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。選擇質(zhì)量較高的潤(rùn)滑油，同時(shí)采用正確的使用方式，這樣可以有效及時(shí)的使機(jī)械得到潤(rùn)滑，確保系統(tǒng)噪聲在一定的控制等級(jí)內(nèi)，延緩機(jī)械設(shè)備的使用壽命。同時(shí)需要注意工作時(shí)溫度的變化，減少產(chǎn)生噪聲的機(jī)會(huì)。

（四）減少共振頻率

齒輪的傳動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)身容易在安裝過(guò)程中與基礎(chǔ)設(shè)備間產(chǎn)生共振，形成噪聲。齒輪的傳統(tǒng)系統(tǒng)會(huì)控制齒輪產(chǎn)生共振的速度，降低傳動(dòng)噪聲，同時(shí)也可以選用高阻尼的制作材料來(lái)降低共振的頻率。

（五）齒形修護(hù)

齒輪的嚙合度容易受齒形的誤差影響，齒形不能完好的嚙合，齒輪的精度也會(huì)較低。為了降低噪聲的發(fā)生率，就需要對(duì)齒形的完善下工夫，可以選擇修補(bǔ)齒形的輔助品，使齒輪的嚙合點(diǎn)集中分布在局部區(qū)域內(nèi)，提高齒輪的嚙合精度。通過(guò)改善齒形的精度，同時(shí)準(zhǔn)確的安裝，這樣會(huì)大大提高傳動(dòng)的精度，從而能夠降低噪聲的干擾

總結(jié)

機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的齒輪產(chǎn)生噪聲的原因有很多，為了找出降低噪聲的原因，提出相關(guān)的解決方法，本文通過(guò)分析了齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生噪聲的原理，發(fā)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中齒輪的系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，要想實(shí)現(xiàn)降低噪音的目的，需要從多個(gè)方面采取措施，它包括齒輪的材料、設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用和維護(hù)等過(guò)程，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)人員、制造人員以及安裝維護(hù)人員也提出了要求。如果在每一個(gè)環(huán)節(jié)能夠達(dá)到相應(yīng)的要求，那么降噪效果會(huì)更加明顯。

參考文獻(xiàn)

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