李艳敏

摘 要：该文主要根据齿轮啮合噪声产生的原理，分析变速箱齿轮制造精度对噪声的影响，根据变速箱齿轮在实际生产中的使用，提出了几点变速箱齿轮噪声降噪设计和改进方法，目的是能在实际工程机械生产过程中提高和改善齿轮质量，降低齿轮运行的噪声污染。

关键词：变速箱 齿轮噪声 降噪

中图分类号：TH132.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0050-01

1 齿轮啮合噪声产生的原理

1.1 啮合齿轮节

在啮合齿轮的工作过程中，要保证齿轮的接触点连续依次运转，并且保证在NN上，齿轮1按照顺时针方向成为主动轮，以ω1角速度运行；齿轮2按逆时针方向回转成为被动轮，以ω2的角速度运行。传动中两齿轮从啮合起点B1开始啮合，当两个齿轮运行至NN啮合线上的B2点时，两个齿轮间会脱离接触。在齿轮运行过程中，由于基圆展开角对应的渐开线弧长不同，导致齿面之间出现相对滑动，滑动速度也发生改变，当运动至B1与B2之间时，两个齿轮之间的相对速度达到最大；当滑动到节圆切点时，两个滑轮间的相对速度减到最小。

啮合齿轮的啮合面由于相对滑动会产生摩擦力，相对滑动速度改变，相对摩擦力方向也随着改变，节点力的动脉也随之改变。在啮合面上，脉动力大小与齿轮啮合过程的传动力、持续时间、齿轮的摩擦系数、回旋速度、相对滑动速度等成正比。齿轮表面的粗糙度较高，齿轮传动时的功率越大，转速越高时，两个齿轮之间的脉动力将越大。实际操作过程中，由于受到脉动力的冲击，齿轮啮合面会产生噪声，具体情况如图1。

1.2 齿轮不平衡振动产生噪声

齿轮以及相关的旋件在制造和安装过程中不平衡会使齿轮产生不平衡振动噪声，其是一种整体惯性力。整体惯性力造成齿轮在转动时出现不平衡的振动和低频率的振动，然后就会产生噪声。不平衡振动产生的噪声会通过固体和空气传播出去。

1.3 齿轮啮合冲击

在啮合过程中，齿轮会产生一定的弹性变形，在静止时，正常齿轮会受力产生一定的变形，在啮合过程中，齿轮会由于负载变化、荷载量较少，在啮合后齿轮会向荷载位置恢复形变。当突然遇到外界加速度之后，比较容易同原因齿轮产生啮合现象，进而产生形变，严重影响齿轮的整体性能。

2 变速箱齿轮制造精度对噪声的影响

2.1 齿距累积误差

齿轮累积误差主要是齿轮运行时间较长产生的，齿轮在啮合过程中，累积误差表现为每周一正一负，使齿轮发生摆动，变速箱齿轮在摆动过程中会产生不同程度的噪声。

2.2 齿距偏差

齿距偏差是齿轮产生噪声的主要影响因素，齿轮偏差导致齿轮间产生振动，实际生产过程中，齿距偏差使齿轮啮合过程中刚度变化增大，并发生相互抵消或增强，不仅严重影响齿轮运转的效果，同时会产生噪声。齿距偏差使齿轮啮合过程中摩擦力增大，直接导致冲击噪声加大。

2.3 径向跳动与齿廓总偏差

齿圈之间的径向跳动和齿廓间的总偏差在变速箱齿轮啮合过程中会产生多次冲击性的振动，齿轮间啮合过程中，齿轮的精度越低，产生的噪声强度会越大。

3 变速箱齿轮噪声降噪设计和改进方法

3.1 齿轮重叠系数和变位系数

齿轮间的稳定性与齿轮啮合重叠系数呈正比，随着齿轮啮合重叠系数的增加，齿轮噪声会越小，这是调节齿轮重叠系数的基本原则，在调整和设计过程中，设计人员应首先选用斜齿轮传动，加大齿轮啮合段和齿轮刚度，提高齿轮对噪声的控制。齿轮的变位系数在很大程度上会制约齿轮强度，提高齿轮吻合效果，影响齿轮之间的啮合噪声。

3.2 齿轮模数和齿数设计改进方法

齿轮的模数与刚性在设计过程中存在着密切关系，在改进过程中，传动功率越大，齿轮发生变形的可能性就比较大；模数越大，噪声越小。实际运行时，荷载比较小的齿轮，为了提高经济效益，设计模数就会比较少。

3.3 齿廓修形

在受荷载情况下，齿轮运行时会产生变形。研究表明，齿轮齿廓形状对齿轮噪声的强弱有很大的影响，齿廓修形可以分为修根、修缘和修K形齿。在对啮合齿轮进行修形时，设计人员要对形状偏离进行有意识的修改，保证齿根与齿顶进行修削。

3.4 其他降噪改进方法

齿轮降噪设计改进还包括螺旋线修形、精度等级及粗糙度改进、采用细高齿。螺旋线修形过程中主要按照齿线的方向进行齿面微量修削，保持齿面形状和原有齿形的偏差；精度等级和齿面粗糙度在很大程度上会影响齿轮噪声的产生，齿轮进行轻载过程中的啮合误差较小，重载过程相反。在精度等级调节时，会大大降低齿轮噪声。设计人员应适当采用润滑剂，较小齿面间的摩擦力，降低噪声强度。

4 结语

在我国工程机械生产制造中，变速箱齿轮噪声的分析降噪具有非常重要的作用。综上所述变速箱齿轮制造精度对噪声的影响主要有以下三个因素：齿距累积误差、齿距偏差、径向跳动与齿廓总偏差。变速箱齿轮噪声降噪设计和改进方法包括以下内容：齿轮重叠系数和变位系数、齿轮模数和齿数改进、齿廓修形、螺旋线修形、精度等级及粗糙度改进、采用细高齿等。在进行降噪处理时，设计人员应熟悉齿轮啮合噪声产生的原理、实际的工作环境及用途，合理选用降噪方法。

参考文献

[1] 邓小君，杨自明.谈谈齿轮传动中的减振降噪[J].水利电力机械，2000（3）.

[2] 黄开有.齿轮传动机理分析与控制对策[J].现代机械，2005（1）.endprint

摘 要：该文主要根据齿轮啮合噪声产生的原理，分析变速箱齿轮制造精度对噪声的影响，根据变速箱齿轮在实际生产中的使用，提出了几点变速箱齿轮噪声降噪设计和改进方法，目的是能在实际工程机械生产过程中提高和改善齿轮质量，降低齿轮运行的噪声污染。

关键词：变速箱 齿轮噪声 降噪

中图分类号：TH132.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0050-01

1 齿轮啮合噪声产生的原理

1.1 啮合齿轮节

在啮合齿轮的工作过程中，要保证齿轮的接触点连续依次运转，并且保证在NN上，齿轮1按照顺时针方向成为主动轮，以ω1角速度运行；齿轮2按逆时针方向回转成为被动轮，以ω2的角速度运行。传动中两齿轮从啮合起点B1开始啮合，当两个齿轮运行至NN啮合线上的B2点时，两个齿轮间会脱离接触。在齿轮运行过程中，由于基圆展开角对应的渐开线弧长不同，导致齿面之间出现相对滑动，滑动速度也发生改变，当运动至B1与B2之间时，两个齿轮之间的相对速度达到最大；当滑动到节圆切点时，两个滑轮间的相对速度减到最小。

啮合齿轮的啮合面由于相对滑动会产生摩擦力，相对滑动速度改变，相对摩擦力方向也随着改变，节点力的动脉也随之改变。在啮合面上，脉动力大小与齿轮啮合过程的传动力、持续时间、齿轮的摩擦系数、回旋速度、相对滑动速度等成正比。齿轮表面的粗糙度较高，齿轮传动时的功率越大，转速越高时，两个齿轮之间的脉动力将越大。实际操作过程中，由于受到脉动力的冲击，齿轮啮合面会产生噪声，具体情况如图1。

1.2 齿轮不平衡振动产生噪声

齿轮以及相关的旋件在制造和安装过程中不平衡会使齿轮产生不平衡振动噪声，其是一种整体惯性力。整体惯性力造成齿轮在转动时出现不平衡的振动和低频率的振动，然后就会产生噪声。不平衡振动产生的噪声会通过固体和空气传播出去。

1.3 齿轮啮合冲击

在啮合过程中，齿轮会产生一定的弹性变形，在静止时，正常齿轮会受力产生一定的变形，在啮合过程中，齿轮会由于负载变化、荷载量较少，在啮合后齿轮会向荷载位置恢复形变。当突然遇到外界加速度之后，比较容易同原因齿轮产生啮合现象，进而产生形变，严重影响齿轮的整体性能。

2 变速箱齿轮制造精度对噪声的影响

2.1 齿距累积误差

齿轮累积误差主要是齿轮运行时间较长产生的，齿轮在啮合过程中，累积误差表现为每周一正一负，使齿轮发生摆动，变速箱齿轮在摆动过程中会产生不同程度的噪声。

2.2 齿距偏差

齿距偏差是齿轮产生噪声的主要影响因素，齿轮偏差导致齿轮间产生振动，实际生产过程中，齿距偏差使齿轮啮合过程中刚度变化增大，并发生相互抵消或增强，不仅严重影响齿轮运转的效果，同时会产生噪声。齿距偏差使齿轮啮合过程中摩擦力增大，直接导致冲击噪声加大。

2.3 径向跳动与齿廓总偏差

齿圈之间的径向跳动和齿廓间的总偏差在变速箱齿轮啮合过程中会产生多次冲击性的振动，齿轮间啮合过程中，齿轮的精度越低，产生的噪声强度会越大。

3 变速箱齿轮噪声降噪设计和改进方法

3.1 齿轮重叠系数和变位系数

齿轮间的稳定性与齿轮啮合重叠系数呈正比，随着齿轮啮合重叠系数的增加，齿轮噪声会越小，这是调节齿轮重叠系数的基本原则，在调整和设计过程中，设计人员应首先选用斜齿轮传动，加大齿轮啮合段和齿轮刚度，提高齿轮对噪声的控制。齿轮的变位系数在很大程度上会制约齿轮强度，提高齿轮吻合效果，影响齿轮之间的啮合噪声。

3.2 齿轮模数和齿数设计改进方法

齿轮的模数与刚性在设计过程中存在着密切关系，在改进过程中，传动功率越大，齿轮发生变形的可能性就比较大；模数越大，噪声越小。实际运行时，荷载比较小的齿轮，为了提高经济效益，设计模数就会比较少。

3.3 齿廓修形

在受荷载情况下，齿轮运行时会产生变形。研究表明，齿轮齿廓形状对齿轮噪声的强弱有很大的影响，齿廓修形可以分为修根、修缘和修K形齿。在对啮合齿轮进行修形时，设计人员要对形状偏离进行有意识的修改，保证齿根与齿顶进行修削。

3.4 其他降噪改进方法

齿轮降噪设计改进还包括螺旋线修形、精度等级及粗糙度改进、采用细高齿。螺旋线修形过程中主要按照齿线的方向进行齿面微量修削，保持齿面形状和原有齿形的偏差；精度等级和齿面粗糙度在很大程度上会影响齿轮噪声的产生，齿轮进行轻载过程中的啮合误差较小，重载过程相反。在精度等级调节时，会大大降低齿轮噪声。设计人员应适当采用润滑剂，较小齿面间的摩擦力，降低噪声强度。

4 结语

在我国工程机械生产制造中，变速箱齿轮噪声的分析降噪具有非常重要的作用。综上所述变速箱齿轮制造精度对噪声的影响主要有以下三个因素：齿距累积误差、齿距偏差、径向跳动与齿廓总偏差。变速箱齿轮噪声降噪设计和改进方法包括以下内容：齿轮重叠系数和变位系数、齿轮模数和齿数改进、齿廓修形、螺旋线修形、精度等级及粗糙度改进、采用细高齿等。在进行降噪处理时，设计人员应熟悉齿轮啮合噪声产生的原理、实际的工作环境及用途，合理选用降噪方法。

参考文献

[1] 邓小君，杨自明.谈谈齿轮传动中的减振降噪[J].水利电力机械，2000（3）.

[2] 黄开有.齿轮传动机理分析与控制对策[J].现代机械，2005（1）.endprint

摘 要：该文主要根据齿轮啮合噪声产生的原理，分析变速箱齿轮制造精度对噪声的影响，根据变速箱齿轮在实际生产中的使用，提出了几点变速箱齿轮噪声降噪设计和改进方法，目的是能在实际工程机械生产过程中提高和改善齿轮质量，降低齿轮运行的噪声污染。

关键词：变速箱 齿轮噪声 降噪

中图分类号：TH132.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（a）-0050-01

1 齿轮啮合噪声产生的原理

1.1 啮合齿轮节

在啮合齿轮的工作过程中，要保证齿轮的接触点连续依次运转，并且保证在NN上，齿轮1按照顺时针方向成为主动轮，以ω1角速度运行；齿轮2按逆时针方向回转成为被动轮，以ω2的角速度运行。传动中两齿轮从啮合起点B1开始啮合，当两个齿轮运行至NN啮合线上的B2点时，两个齿轮间会脱离接触。在齿轮运行过程中，由于基圆展开角对应的渐开线弧长不同，导致齿面之间出现相对滑动，滑动速度也发生改变，当运动至B1与B2之间时，两个齿轮之间的相对速度达到最大；当滑动到节圆切点时，两个滑轮间的相对速度减到最小。

啮合齿轮的啮合面由于相对滑动会产生摩擦力，相对滑动速度改变，相对摩擦力方向也随着改变，节点力的动脉也随之改变。在啮合面上，脉动力大小与齿轮啮合过程的传动力、持续时间、齿轮的摩擦系数、回旋速度、相对滑动速度等成正比。齿轮表面的粗糙度较高，齿轮传动时的功率越大，转速越高时，两个齿轮之间的脉动力将越大。实际操作过程中，由于受到脉动力的冲击，齿轮啮合面会产生噪声，具体情况如图1。

1.2 齿轮不平衡振动产生噪声

齿轮以及相关的旋件在制造和安装过程中不平衡会使齿轮产生不平衡振动噪声，其是一种整体惯性力。整体惯性力造成齿轮在转动时出现不平衡的振动和低频率的振动，然后就会产生噪声。不平衡振动产生的噪声会通过固体和空气传播出去。

1.3 齿轮啮合冲击

在啮合过程中，齿轮会产生一定的弹性变形，在静止时，正常齿轮会受力产生一定的变形，在啮合过程中，齿轮会由于负载变化、荷载量较少，在啮合后齿轮会向荷载位置恢复形变。当突然遇到外界加速度之后，比较容易同原因齿轮产生啮合现象，进而产生形变，严重影响齿轮的整体性能。

2 变速箱齿轮制造精度对噪声的影响

2.1 齿距累积误差

齿轮累积误差主要是齿轮运行时间较长产生的，齿轮在啮合过程中，累积误差表现为每周一正一负，使齿轮发生摆动，变速箱齿轮在摆动过程中会产生不同程度的噪声。

2.2 齿距偏差

齿距偏差是齿轮产生噪声的主要影响因素，齿轮偏差导致齿轮间产生振动，实际生产过程中，齿距偏差使齿轮啮合过程中刚度变化增大，并发生相互抵消或增强，不仅严重影响齿轮运转的效果，同时会产生噪声。齿距偏差使齿轮啮合过程中摩擦力增大，直接导致冲击噪声加大。

2.3 径向跳动与齿廓总偏差

齿圈之间的径向跳动和齿廓间的总偏差在变速箱齿轮啮合过程中会产生多次冲击性的振动，齿轮间啮合过程中，齿轮的精度越低，产生的噪声强度会越大。

3 变速箱齿轮噪声降噪设计和改进方法

3.1 齿轮重叠系数和变位系数

齿轮间的稳定性与齿轮啮合重叠系数呈正比，随着齿轮啮合重叠系数的增加，齿轮噪声会越小，这是调节齿轮重叠系数的基本原则，在调整和设计过程中，设计人员应首先选用斜齿轮传动，加大齿轮啮合段和齿轮刚度，提高齿轮对噪声的控制。齿轮的变位系数在很大程度上会制约齿轮强度，提高齿轮吻合效果，影响齿轮之间的啮合噪声。

3.2 齿轮模数和齿数设计改进方法

齿轮的模数与刚性在设计过程中存在着密切关系，在改进过程中，传动功率越大，齿轮发生变形的可能性就比较大；模数越大，噪声越小。实际运行时，荷载比较小的齿轮，为了提高经济效益，设计模数就会比较少。

3.3 齿廓修形

在受荷载情况下，齿轮运行时会产生变形。研究表明，齿轮齿廓形状对齿轮噪声的强弱有很大的影响，齿廓修形可以分为修根、修缘和修K形齿。在对啮合齿轮进行修形时，设计人员要对形状偏离进行有意识的修改，保证齿根与齿顶进行修削。

3.4 其他降噪改进方法

齿轮降噪设计改进还包括螺旋线修形、精度等级及粗糙度改进、采用细高齿。螺旋线修形过程中主要按照齿线的方向进行齿面微量修削，保持齿面形状和原有齿形的偏差；精度等级和齿面粗糙度在很大程度上会影响齿轮噪声的产生，齿轮进行轻载过程中的啮合误差较小，重载过程相反。在精度等级调节时，会大大降低齿轮噪声。设计人员应适当采用润滑剂，较小齿面间的摩擦力，降低噪声强度。

4 结语

在我国工程机械生产制造中，变速箱齿轮噪声的分析降噪具有非常重要的作用。综上所述变速箱齿轮制造精度对噪声的影响主要有以下三个因素：齿距累积误差、齿距偏差、径向跳动与齿廓总偏差。变速箱齿轮噪声降噪设计和改进方法包括以下内容：齿轮重叠系数和变位系数、齿轮模数和齿数改进、齿廓修形、螺旋线修形、精度等级及粗糙度改进、采用细高齿等。在进行降噪处理时，设计人员应熟悉齿轮啮合噪声产生的原理、实际的工作环境及用途，合理选用降噪方法。

参考文献

[1] 邓小君，杨自明.谈谈齿轮传动中的减振降噪[J].水利电力机械，2000（3）.

[2] 黄开有.齿轮传动机理分析与控制对策[J].现代机械，2005（1）.endprint