齿轮传动中噪音的产生原因及若干降噪措施探究

2017-09-11康鑫程启金卢俊宾

西部论丛 2017年1期

关键词：噪音

康鑫　程启金　卢俊宾

摘要：作为运用最为广泛的一种传动机构——齿轮传动机构。它有传递功率范围大，传动效率高等优点。但同时存在着的缺点是，由于传动过程中总是存在着微小震动，这一震动产生的声波便形成我们所说的噪音，噪音的存在不仅影响周围环境，更使得传动效率下降，机械的加工精度降低。因此这一问题工作生产过程当中较为突出，亟待解决。本文主要分析齿轮传动过程中的噪音的产生原因及其相关的简单的消除噪音的方法。

关键词：齿轮传动；噪音；降噪措施

齿轮传动是很早就被运用的一种机械传动形式。在中华大地上最早可追溯到公元前400年左右齿轮就开始被人们使用，中国古代四大发明之一的指南针便是运用了齿轮为核心机构，但时至今日齿轮传动过程中的因相互的碰撞或摩擦产生的齿轮的振动继而产生各种不同频率的，不规则的噪声仍然是带有齿轮的机构传动中存在的问题。随着人们对生产水平的提升以及生产过程要求的提高，我国《工业企业噪声卫生标准》规定：工业中生产车间及其周围环境的噪声的最大允许值为85dB（A），齿轮传动过程中噪音逐渐进入人们视野进而得到关注。并且齿轮的震动某种程度上可能直接影响到生产产品的精度。因此解决齿轮传动中的噪音问题尤为关键，下文对齿轮传动中噪音的产生原因及降噪措施进行探究。

1.齿轮噪音分析

1.1扰动噪音

由于轮齿自身的高频振动，或齿轮间啮合产生的啮合冲力而发生的振动，从而对周围环境中的介质产生扰动，介质的振动便产生扰动噪音。

1.2自身噪音

由于齿轮间自身的啮合而产生的啮合冲力或齿轮高频转动产生的振动而产生的声波即为自身噪音。

2.齿轮传动中噪音产生原因

2.1齿轮自身因素

2.1.1齿轮自身转速因素

当齿轮自身的转速过高时，则此时齿轮的振动频率也较高，在这样的高频振动下不仅扰动周围介质产生噪音，更使齿轮间啮合接触冲击更频繁，也使得噪音加大。因此但遇到高转速齿轮的噪音问题，应注意自身转速问题的分析。

2.1.2齿轮齿形误差的影响

齿形误差对齿轮传动噪音的产生尤为突出，若其齿形基本曲线偏离了标准渐开线形状，则使得公法线长度的偏差也将增大。这些量的累积使得齿轮的啮合产生问题。由此产生振动和噪音。

2.1.3齿轮表面粗糙度

齿轮在啮合过程中齿轮表面粗糙度使得两齿轮间传动平稳性降低进而在其圆周平面上发生振动，不要小看表面微小的变化，表面粗糙度的增大将导致两齿轮啮合传动的振动幅度也将加大，进而产生噪音。

类似因素还有齿廓修形不当；齿节误差；齿侧间隙过大等齿轮自身问题，产生机理类似上述原因。

2.2齿轮间影响因素

2.2.1齿轮啮合冲击

当齿轮进行啮合时，轮齿间受力，也使得轮齿产生冲击变形。当下一轮齿再啮合时将上一轮齿啮合载荷降低，则因受冲击而发生变形的那部分恢复了原来的齿形，并赋予齿轮切向加速度。同时由于之前的齿轮啮合后改变了原先的形状，使得新的齿轮啮合时无法平滑接触，轮齿间也就产生了碰撞，最终产生啮合冲力。当齿轮受啮合冲力的作用下将产生多种振动，也就产生了噪音。

2.2.2共振现象影响

齿轮共振是噪音产生一个突出原因，共振现象即由于一刚性较差齿轮自身固有振动频率使得与其啮合齿轮产生相同的振动频率。齿轮的振动频率近乎与噪音大小呈正相关。

2.2.3轮齿间的润滑因素

若轮齿间有较好的轮滑可以有效的降低轮齿啮合冲力产生的振动，从而产生噪音。

3.齿轮传动过程中的降噪措施

3.1从齿轮的材料出发

3.1.1齿轮材料的选择

采用刚性较好的，衰减性能好的材料制造可有效降低噪音。又由于衰减性能好的材料强度较低，并不适用于任意场合。但可在其承载表面渗硫使得齒面摩擦系数减小或镀铜使得齿轮表面接触精度增高。

3.1.2对齿轮做热处理

由于热处理可对材料的衰减性能有影响，例如淬火可使衰减性能变差，所以强度与磨损性要求不高的齿轮，可不必做热处理。

3.1.3优化润滑措施

随着润滑油油量的增加，齿轮间直接啮合的阻尼增大，使得噪音减小。并注意润滑剂的添加过程，润滑时应选用优质的润滑产品，并从侧面滴入。