齿轮噪音改进_减少齿轮噪音的方法

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治理齿轮传动噪声

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为了避免减速机不能通过出厂测试，原因之一是减速机存在间歇性高噪声；用ND6型精密声级计测试，低噪声减速机为72.3Db（A），达到了出厂要求；而高噪声减速机为82.5dB（A），达不到出厂要求。

经过反复测试、分析和改进试验，得出的结论是必须对生产的各个环节进行综合治理，才能有效降低齿轮传动的噪声。

1、齿轮精度的基本要求

经实践验证，齿轮精度必须控制在GB10995－887~8级，线速度高于20m/s齿轮，齿距极限偏差、齿圈径向跳动公差、齿向公差一定要稳定达到7级精度。在达到7级精度齿轮的情况下，齿部要倒梭，要严防齿根凸台。

2、控制原材料的质量

高质量原材料是生产高质量产品的前提条件，某公司用量最大的材料40Cr和45钢制造齿轮。无论通过何种途径，原材料到厂后都要经过严格的化学成分检验、晶粒度测定、纯洁度评定。其目的是及时调整热处理变形，提高齿形加工中的质量。

3、防止热处理变形

齿坯在粗加工后成精锻件，进行正火或调质处理，以达到：（1）软化钢件以便进行切削加工；（2）消除残余应力；（3）细化晶粒，改善组织以提高钢的机械性能；（4）为最终能处理作好组织上的准备。应注意的是，在正火或调质处理中，一定要保持炉膛温度均匀，以及采用工位器具，使工件均匀地加热及冷却，严禁堆放在一起。需钻孔减轻重量的齿轮，应将钻孔序安排在热处理后进行。

齿轮的最终热处理采用使零件变形较小的齿面高频淬火；高频淬火后得到的齿面具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限，而心部仍保持足够的塑性和韧性。为减少变形。齿面高频淬火应采用较低的淬火温度和较短的加热时间、均匀加热、缓慢冷却。

4、保证齿坯的精度

齿轮孔的尺寸的精度要求在孔的偏差值的中间差左右分布，定在±0.003~±0.005mm；如果超差而又在孔的设计要求范围内，必须分类，分别转入切齿工序。

齿坯的端面跳动及径向跳动为6级，定在0.01~0.02mm范围内。

5、切齿加工措施

对外购的齿轮刀具必须进行检验，必须达到AA级要求。齿轮刀具刃磨后必须对刀具前刃面径向性、容屑槽的相邻周节差、容屑槽周节的最大累积误差、刀齿前面与内孔轴线平行度进行检验。

在不影响齿轮强度的前提下，提高齿顶高系数，增加0.05~0.1m,，改善刀具齿顶高系数，避免齿轮传动齿根干涉。M=1~2的齿轮采用齿顶修圆滚刀，修圆量R=0.1~0.15m。消除齿顶毛刺，改善齿轮传动时齿顶干涉。

切齿设备每年要进行一次精度检查，达不到要求的必须进行维修。操作者亦要经常进行自检，特别是在机床主轴径向间隙控制在0.01mm以下，刀轴径跳0.005mm以下，刀轴窜动0.008mm以下。

刀具的安装精度：刀具径向跳动控制在0.003mm以下，端面跳动0.004mm以下。切齿工装精度，心轴外径与工件孔的间隙，保证在0.001~0.004mm以内。心轴上的螺纹必须在丙顶类定位下，由螺纹床进行磨削：垂直度≦0.003mm，径跳≦0.005mm。螺母必须保证内螺纹与基准面一次装夹车成，垫圈的平行度≦0.003mm。

6、文明生产

齿轮传动噪声有30%以上的原因来自毛刺、磕碰伤。有的工厂在齿轮箱装配前，去除毛刺及磕碰伤，是一种被动的做法。作者比较主张以下做法：（1）齿轮轴类零件，滚齿后齿部立即套上专用的塑料保护套后转入下道工序，并带着专用的塑料保护套入库和发货。（2）进行珩齿工艺，降低齿面粗糙度，去除毛刺，并防止磕碰伤，能有效地降低齿轮传动噪声。

7、采取基它材料及热处理、表面处理方式

（1）可利用粉末冶金成型技术，齿轮成型后齿部高频淬火。

（2）采用墨铸铁，齿轮切削加工后，再进行软氮化处理。

（3）采用40Cr材料，齿轮切削功工后，采用软氮化处理或齿部镀铜处理。

综合所述，要根治齿轮传动噪声，齿轮材料及热处理是要本，齿坯精度是保证，齿轮精度是关键，文明生产是基础。

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齿顶、齿向修整

轮齿是一个弹性体，工作受力后不可避免地要发生弯曲变形。虽然啮合结束后恢复原状，但啮合时的变形会发生基节误差那样的影响，使下一对齿的齿顶和齿根发生干涉，能产生很大的冲击而引起啮合噪音。

表面渗碳淬火齿轮的许用K系数约为调质齿轮的4-5倍。轮齿变形的影响，比调质齿轮大得多。为了避免啮合冲击，改善齿面润滑状态，降低啮合噪音，需对齿轮的齿顶和齿向进行修整。起修整量是根据齿轮负荷计算齿轮变形量，齿轮轴的弯曲，扭转变形量后确定的。对高承载能力的高硬度齿面的渗碳淬火齿轮，齿顶、齿向修整技术是保证产品性能不可缺少的必要条件。

我公司已建立了自己的齿顶、齿向修形计算标准和计算程序，并成功的用NiIES、MAAG、Hoefier及国产磨齿机对我厂生产的各种齿轮，其中包括按西欧、日本和美国设计的图纸生产的齿轮进行了修正。

降低齿轮传动噪声的综合治理

我厂是从事齿轮制造的专业厂，为军工和民用等行业服务时，不管是齿轮件、还是减速器，用户都对齿轮传动噪声问题十分敏感，历年来用户反馈的意见大多是与怎样降低齿轮噪声有关。用户提出的要求也很高，如一种出口欧洲的三级行星齿轮减速器的噪声指标是小于54dB、洗衣机齿轮箱总成的噪声指标是小于40dB，特别是在分贝值达到的情况下，还提出悦耳度问题，就是要没有杂音。我厂经过多年努力，得出的结论是必须要综合治理：从原材料、热处理、齿坯加工、齿形加工、文明生产等方面采取措施，才能有效地降低齿轮传动噪声，以满足用户的要求。

一、控制原材料的质量

我厂使用量最大的材料是20CrMo、40Cr及45号钢。采用由质量稳定的抚顺钢厂、首都钢厂定点供货，到厂后都要经过严格的化学成分检验、晶粒度测定、纯洁度评定。其目的是及时调整热处理工艺，控制热处理变形，提高齿形加工中的质量。

二、防止热处理变形

1.齿坯在粗加工后或精锻件，进行正火或调质处理。

2.正火或调质处理中,一定要保持炉膛温度的均匀性,以及采用工位器具,使工件均匀地加热及冷却(严禁堆放,一般工厂办不到)。并通过在齿轮端面分度圆周上测定硬度HR±C0.5来控制。

3.采用氰化处理。比渗碳淬火温度低、变形小。

4.部分齿轮高频淬火及氰化处理件中改用软氮化工艺。我厂采用的稀土催渗软氮化工艺，具有硬度值高、白亮层厚等优点。经过用户严格试验，应用面正在不断扩大。我厂出口欧洲的三级行星减速器就是全部采用软氮化工艺，它有效地减少了热处理变形。

5.用于氰化处理的设备，必须采用滴注式UNIC气体渗碳氮化炉。我厂使用的设备是盐城丰东热处理有限公司生产的，多年来使用稳定。

三、稳定提高齿坯精度

1.提高齿轮孔的精度

齿轮孔的尺寸精度，要求在孔的念头值的中间差左右分布，定在±0.003～±0.005mm，如果超差而又在孔的设计要求范围内，必须分开转入切齿工序，以便采取措施。孔的直线度必须控制在0.003mm以内。

2.控制端面跳动及外径跳动

1）齿坯的端面跳动是直接影响齿向公差的项目。我厂在工艺上都采用热处理前提高一级的办法。首先加工齿轮两端面，保证平行度在0.01mm以内,然后在工装上精镗孔,保证达到孔对端面的跳动公差。

2）齿坯的径向跳动，我厂工艺上也采用热处理前提高一级的办法。在切齿时100%校圆，主要是作为一道检验工序，确保齿圈跳动公差。

四、切齿加工中的措施

1.齿轮刀具

1）对外购的齿轮刀具，全部进行检验，必须达到AA级要求。达不到要求的齿轮刀具，本厂全部进行精铲磨。

2）齿轮刀具刃磨后必须检测：刀具前刃面径向性、；容屑槽的相邻周节差、容屑槽周节的最大累积误差、刀具前刃面与内孔轴线平行度。每天抽查20%的加工件。

3）齿轮刀具全部采用镀钛处理，提高刀具耐用度，改善刀具齿顶部分的磨损，防止齿轮根部圆弧过大。

4）m = 0.3～0.8的齿轮采用顶切滚刀。m = 1～2的齿轮采用齿顶修圆滚刀，修圆量R = 01～0.15mm。消除齿顶毛刺，改善齿轮传动时齿顶干涉。

5）在不影响齿轮强度的情况下，提高滚刀的齿顶高系数，加高（0.05～0.1）m，改善刀具齿顶耐用度，避免齿轮传动时齿根干涉。

2.切齿工序

1）切齿设备由机动科每年进行一次精度检查，达不到的必须进行维修。操作者还经常进行自检；特别是机床主轴径向间隙控制在0.01mm以下，刀轴径跳在0.005mm以下。刀轴窜动在0.008以下。

2）刀具安装精度，刀具径跳控制在0.003mm以下,端跳在0.004以下。

3）切齿工装：心轴外径与工件孔的间隙，保证在0.001～0.004mm以内。心轴上的螺纹必须在两顶尖定位下，由螺纹磨床进行磨削：垂直度≤0.003mm以下,径跳≤0.005。螺母必须保证内螺纹与基准面一次装夹车成。垫圈的平行度≤0.003mm。

4）切齿的质量控制

首件必须通过专职检验员检验通过，检验项目为Fw、Fr、Fi″、fi″、Fβ、Ff。加工中操作者经常检查Fi、Fr、值。批检：每300件一批，抽检Fw、Fr、Fi″、fi″，抽查量为10%～15%，W值为30%，而ff、Fβ为0.5%～1%。

五、热处理后的加工

1.对于软氮化及齿部高频淬火的齿轮孔，一般采用热处理前放量法、热处理后再进行研孔工艺，以有利于保持精度，降低成本。

2.对于氰化处理的齿轮孔，全部采用分度圆定位、阿基米德螺旋线锁紧的磨孔工艺。

六、文明生产

齿轮传动噪声有30%以上的原因来自毛刺、磕碰伤，也是一个很难根治的问题。有的工厂在齿轮箱装配前，把啮合的一对齿轮在噪声检查机上对啮，去除毛刺及磕碰伤，这是一种很被动的做法。我厂采用以下几方面的措施。

1.切齿后全部采用工位器具转运。

2.齿轮轴类零件，滚齿后齿部立即套上塑料管后转入下道工序，并带塑料管发货。

3.氰化件，热处理后经过液体喷砂处理。4.氰化齿轮进行珩齿工艺。目前对齿轮外齿珩齿工艺是否降低齿轮精度有争议，根据我厂的实践，只要采取工艺措施，能够保持齿轮精度改善齿面的粗糙度，可靠地去除毛刺，并防止磕碰伤，有效地降低齿轮传动噪声。

七、采用其它材料及热处理、表面处理方式，以降低齿轮传动噪声。

摩托车发动机初级从动齿轮，线速度超过20m/s，但负载较小，可采用：

1.利用粉末冶金成型技术，齿轮成型后齿部高频淬火。

2.采用球墨铸铁，齿轮切削加工后，再进行软氮化处理。

3.采用40Cr材料，齿轮切削加工后，再进行软氮化处理或齿部镀铜处理。

综上所述，要根治齿轮传动噪声，齿轮材料及热处理是根本，齿坯精度是保证，齿轮精度是关键，文明生产是基础。

根据我厂长期实践中的加工模数范围及涉及到的行业，认为齿轮精度必须控制在GB10095---88 7～8级。当线速度高于20m/s的齿轮，齿距极限偏差、齿圈径向跳动公差、齿向公差一定要稳定达到7级精度。在达到7级精度齿轮的情况下，齿顶要倒棱，齿根要严防凸台。

我厂采取降低齿轮传动噪声的综合治理措施，得到国内外用户的认可。并在1998年度齿轮行业统检中，我厂的齿轮件被评为一等品，也是佐证。

摩托车发动机齿轮传动噪声分析与控制

新闻来源：摩托车行情 发布时间：2005-11-2 14:26:11 浏览次数：1687次

随着经济发展，摩托车作为一种方便快捷的交通工具深受消费者欢迎，但摩托车齿轮传动部分引起的噪声，长期以来一直困扰着人们。

笔者就发动机齿轮传动所引起的噪声做了一些初步探讨，通过实践并参考国外在齿轮设计、制造方面的经验，找出解决常见问题的方法，并推荐大家在设计时使用一些经验数据。

1、噪声产生的部位

同样是齿轮传动，由于在发动机中所处的传动部位不同，引起噪声的大小程度也不同。经过大量试验研究，对于换档变速发动机，相互啮合的一对初级传动齿轮副、机油泵传动齿轮副和常啮合式反冲起动是引起噪声的主要部位；而无级变速发动机，由于传动比变化大（i＝0.8～2.8），转速变化大，减速齿轮中驱动轴和从动齿轮副是引起噪声的主要部位。

长期以来，初级传动齿轮副引起的噪声已逐渐被人们所重视，而机油泵传动齿轮副引起的噪声却往往被人们忽视。对四冲程发动机来说，机油泵驱动齿轮大多装在曲轴上，属于高速传动部位，加工精度不够，会引起较大的传动噪声，如表1所示。

另外，在一些机型中，常啮合式反冲起动部分的起动惰轮，在正常运转情况下是空转，无负载，惰轮同时与2个齿轮啮合，加速时会引起较大的噪声；还有一些配气凸轮采用齿轮传动的机型，由于转速高，同样会产生严重的噪声。

当然，以上所列的只是发动机传动部位中产生噪声相对严重的部位，其它部位传动件也会因加工精度不够而产生噪声。如在某一档位或某一速度区域内出现严重异响，这种情况也是会经常出现的。

2、噪声的影响因素

根据GB/T 10095.2-2001我国现行齿轮标准，对齿轮传动有4个方面的要求：1）传递运动准确性，由第一公差组的Fi′、Fi″、Fp、Fw、Fr等几个评定指标控制；2）传动平稳性，由第2公差组成的fi′、fi″、ff、±fpb、±fpt等几个评定指标控制；3）齿轮载荷分布均匀性，由Fβ、Fb、±Fpx等几个评定指标控制；4）齿轮副侧隙，由箱体中心距和齿厚减薄量控制。

对每一对齿轮都必须有上述4项基本要求，而且根据使用工作条件不同，这4项要求也各不相同。当然，这几个方面也并非单一条件起作用，它们之间既有一定联系，又有主次之分。就摩托车发动机而言，传动平稳性要求和齿轮副侧隙要求应明显高于其它2个公差组的要求。

2.1齿形的影响

用同一台发动机，在检测初级驱动齿轮完全合格的情况下，更换初级从动齿轮，在转速相同的条件下，判定噪声出现程度，分为无、轻微、中等、严重4级。其结果为：1）齿形误差影响最明显；2)齿形误差比齿向误差影响明显；3）齿形误差比基节极限偏差影响明显。齿形参数对噪声的影响如表2所示。

根据啮合原理，当齿形为理论渐开曲线时，具有恒定的传动比，但由于齿形误差破坏了齿形的正确啮合，使瞬时传动比发生变化，从而引起噪声和振动。齿形误差所引起的噪声和振动属于内部附加动载荷影响，与齿轮制造精度、速度、惯性矩和润滑条件等有关。

2.2基节的影响

一对齿轮啮合的基本条件之一是两齿轮基节必须相等，当基节不平等时，如fpb1＞fpb2，换齿时会产生撞击，破坏传动平稳性（中间冲击）；fpb1＜fpb2，会形成脱齿撞击，同样破坏传动平稳性（边缘冲击）。

2.3齿向的影响

齿向对噪声的影响不如齿形敏感，但问题是相对的。笔者通过试验证明，当齿向＜0.015mm时，对噪声影响不大；但当齿向＞0.015mm时，载荷分布不均匀，齿面接触面积变小，局部磨损加剧，会产生严重异响。

2.4齿轮副侧隙的影响

齿轮副侧隙的作用是补偿齿轮加工误差和安装误差，补偿热变形和保证齿轮自由回转，并使啮合齿面间贮存足够的润滑油等。影响齿轮副侧隙的主要因素是箱体中心距和齿厚偏差。因此，对每一对齿轮来说，非工作齿面间一定要留有侧隙，以避免齿轮在传动中出现卡死或烧伤现象。

2.5箱体中心距的影响

即使齿轮加工精度很高，但箱体中心距加工精度不够（箱体中心距超差），也会直接影响齿轮副侧隙，使齿轮副侧隙被“减小”或“加大”，产生严重异响。近年来，大部分生产企业已采用加工中心或专机生产以确保箱体中心距的加工精度。

对法向侧隙的影响：Δjn＝2Δfasinα 对齿厚的影响：ΔEs＝2Δfatgα

式中：Δjn——法向侧隙偏差

ΔEs——齿厚极限偏差

Δfa——箱体中心距偏差

α——齿轮齿形角

2.6齿面粗糙度的影响

笔者在试验中还发现，个别齿轮在检测中虽各项检测参数均合格，齿形、齿向的检测曲线也在公差范围内，但曲线波动大，可见齿面粗糙度和磕碰、毛刺也是产生噪声异响的一个重要方面。

3、解决措施

由于齿轮齿存在制造和安排误差、齿轮弹性变形、扭转变形、热形等，均会使齿轮在啮合过程中产生冲击、振动和偏载，而靠提高齿轮制造和安装精度来改善齿轮的运转质量，又会增加齿轮的制造成本。过去人们总是力求使齿轮的精度尽可能地接近理论齿形，通过实践，采用齿顶和齿根修缘、齿向修形后，能有效地改善轮齿的啮合性能，提高运转平稳性及承载能力，降低噪声和振动，延长使用寿命。

3.1从齿形方面入手

3.1.1齿形的优化设计

齿形修形的基本原则：

a）根据齿形的材料、模数、负载大小及精度等，选取适当的修形量，一般在0.007～0.03mm的范围内。修形量小，齿形的制造误差大于齿形修形量，达不到目的；修形量大，重合度系数下降，适得其反。

b）直齿轮沿啮合线有一段长度等于一个基节的部分应留下来不修形，以保证重合度＞1。

c）斜齿轮重合度大，实际啮合线可以比标准渐开线齿轮短一些。

d）啮出端和啮入端修形长度应相等。

e）齿形和齿向修形通常用于一对齿轮中的一个。

f）同等条件下，斜齿轮的修形量要小于直齿轮的修形量。

3.1.2提高齿形的精度

齿形误差主要由滚刀的齿形误差，滚刀径向、轴向跳动、滚齿机分度蜗杆的径向、轴向跳动等因素形成。为此，适当控制滚刀精度、设备精度，增加除修形部分外齿形的精度，可大大提高传动质量，减少噪声。同时，企业和刀具厂家应联合研制能满足使用要求的特殊刀具，是今后发展的必然趋势。

3.2 从齿向方面入手

齿向的优化设计：由于斜齿形的载荷首先作用在螺旋线前端部分，然后再逐渐扩展到全齿宽上，因此，对初级传动齿轮采用斜齿轮设计，并对斜齿轮进行齿向修形，对减小啮合冲击很有效。修正的齿向线可为鼓形线、齿端修薄线或其它曲线。根据笔者经验，对初级传动齿轮，应按实际齿宽不同，在齿向展开曲线上实施0.004～0.008mm左右的鼓形量。

3.3从减小啮合冲击方面入手

除以上方法外，还可从减小啮合冲击来减小轮齿误差和受载变形引起的脉动冲击和噪声，具体来说：1）严格控制基节和周节误差；2）尽可能使齿轮啮合时端面重合度大些；3）使主动齿轮基节值大于被动齿轮基节值，但差值就＜0.004mm；4）直接对齿顶实施倒棱，一般为（0.15-0.3）×45°；5）齿轮刚性越大，振动和冲击越大，初级从动齿轮如采用铸铁件或粉末冶金件，利于吸收振动和冲击。强度要求小的齿轮还可采和工程塑料件代替钢件，效果更好。

3.4提高表面粗糙度，减小磕碰和毛刺

磕碰和毛刺是目前国内各齿轮行业普遍存在的难题，以往在生产、包装和运输等环节中，往往被人们忽视。如今这些问题已引起人们的重视，一些相应的去毛刺、提高表面粗糙度的设备，如珩齿机、倒角机、光饰机等的应用及企业管理水平的提高，都大大提高了齿轮的总体质量水平。

3.5其他方面

严格控制箱体中心距、两轴孔的轴线平等度、轴承游隙的大小、提高装配精度、消除装配中的变形、提高零部件清洁度、合理选择转动齿轮在轴上的配合间隙和使用合适的润滑油等，均可大大减少噪声发生。另外，径向综合误差Fi″检查能模拟齿轮实际啮合状态，快捷、直观，给生产带来了很多方便，值得企业推广使用。特别提出的是，有的噪音是由于公法线值略大或少量毛刺、磕碰引起的，在磨合期过后，噪声便会消失，此种情况应分别对待。

4、经验借鉴

根据实践并参考国外在齿轮制造方面的经验，我们对不同传动部位提出了不同的设计要求如表3所示。其中Fi、Fi″值与国标中的要求不完全一致。

应视具体情况不同有所不同，不可机械照搬，如在某些车型中，机油泵从动齿轮采用工程塑料代替钢件，其精度要求当然也就不同。

总之，不论是对齿形进行优化设计，还是采用其它方法，都应遵循既要达到设计使用要求，又不至于因提高齿轮精度而增加成本这一基本原则。

齿轮尽量避免采用实心结构，而应设计成腹板式结构。也就是只要强度满足要求，齿轮应尽量减轻重量。这样可使齿轮的固有频率降低，从而降低啮合的噪声。传统衡量齿轮传动性能的两个主要因素是：负载能力和疲劳寿命，往往将传动噪音与传动精度忽略掉。随着ISO14000、ISO18000两项标准的相继颁布，控制齿轮传动噪音这一因素的重要性日趋明显，工业发展与需求对高精密设备的传动误差的要求也越来越严格（齿轮传动侧隙）。目前已知的齿轮噪音形成因素，大致可从设计、制造、安装、使用维护等几个方面分析。设计原因及对策 1．齿轮精度等级

齿轮传动系统设计时，设计者往往从经济因素考虑，尽可能比较经济的确定齿轮精度等级，殊不知精度等级是齿轮产生噪声等级与侧隙的标记。美国齿轮制造协会曾通过大量的齿轮研究，确定高精度等级齿轮比低精度等级齿轮产生的噪声要小的多。因此，在条件允许的情况下，应尽可能提高齿轮的精度等级，来减小齿轮噪声，减少传动误差。2．齿轮宽度

在齿轮传动系统允许时，增加齿宽，可以减少恒定扭矩下的单位负荷。降低轮齿挠曲，减少噪声激励，从而降低传动噪声。德国H奥帕兹的研究表明，扭矩恒定时，小齿宽比大齿宽噪声曲线梯度高。同时增长齿宽能加大齿轮的承载能力。3．齿距和压力角

小齿距能保证有较多的轮齿同时接触，齿轮重叠增多，减少单个齿轮挠曲，降低传动噪声，提高传动精度。较小的压力角由于齿轮接触角和横向重叠比都比较大，因此运转噪声小、精度高。4．运转速度

根据德国H奥帕兹的试验研究表明，随着齿轮运转速度增加，噪声等级升高。5．齿轮箱结构

试验研究表明，采用圆筒形箱体对减震有利，在其他条件相同的情况下，普通结构齿轮箱体的噪声级比圆筒形箱体噪声级平均高6dB。对齿轮箱体进行共振测试，找出共振位置，增加适当的筋条（板），可以明显地减少振动，降低噪声。多级齿轮传动时要求瞬时传动比的变化尽量小，已保证传动平稳，冲击及振动小，噪声低。6．齿轮声辐射特征分析

在选择用不同结构形式的齿轮时，对其特定结构建立声辐射模型，进行动力学分析，对齿轮传动系统噪声进行预先评估。以便根据使用者的不同要求（使用场所，是否无人操作，是否在城区内，地上、地下建筑物有无特定要求，是否有噪声防护，或无其他特定要求）去满足。制造原因及对策 1．误差影响

制造过程齿形误差、齿距误差、齿向误差是导致传动噪声的主要误差。也是齿轮传动精度难以保证的一个问题点。

齿形误差小、齿面粗糙度小的齿轮，在相同试验条件下，其噪声比普通齿轮要小10dB。齿距误差小的齿轮，在相同试验条件下，其噪声级比普通齿轮要小6～12dB。但如果有齿距误差存在，负载对齿轮噪声的影响将会减少。

齿向误差将导致传动功率不是全齿宽传递，接触区转向齿的这端面或那个端面，因局部受力增大轮齿挠曲，导致噪声级提高。但在高负载时，齿变形可以部分弥补齿向误差。齿轮噪声的产生与传动精度有很直接的关系。2．装配同心度和动平衡

装配不同心将导致轴系运转的不平衡，且由于齿论啮合半边松半边紧，共同导致噪声加剧。高精度齿轮传动装配时的不平衡将严重影响传动系统精度。3．齿面硬度

随着齿轮硬齿面技术的发展，其承载能力大、体积小、重量轻、传动精度高等特点使其应用领域日趋广泛。但为获得硬齿面采用的渗碳淬硬使齿轮产生变形，导致齿轮传动噪声增大，寿命缩短。为减少噪声，需对齿面进行精加工。目前除采用传统的磨齿方法外，又发展出一种硬齿面刮削方法，通过修正齿顶和齿根，或把主被动轮的齿形都调小，来减少齿轮啮入与啮出冲击，从而减少齿轮传动噪音。4．系统指标检定

在装配前零部件的加工精度及对零部件的选配方法（完全互换，分组选配，单件选配等），将会影响到系统装配后的精度等级，其噪声等级也在影响范围之内，因此，装配后对系统各项指标进行检定（或标定），对控制系统噪声是很关键的。安装原因及对策 1．减振和阻断措施

对齿轮传动系统在安装时应尽量避免机身与基础支撑及连接件之间发生共振，产生噪声。齿轮传动系统常常会发生一只或几只齿轮在某些速度范围内产生共振，除设计原因外，与安装时未经空试揪出共振位置。并采取相应减振或阻断措施有直接关系。某些要求低传动噪声和振动的齿轮传动系统（如检测仪器），应选用高韧性，高阻尼的基础材料（如冶金设计研究院研制的环氧树脂砂浆基础材料）来减少噪声和振动的发生。2．几何精度调整

由于安装时几何精度未达到标准规定的要求，导致传动系统发生共振，从而产生噪声，这就应该在改善安装工艺，增加工装，保证装配人员的整体素质有直接关系。3．零部件松动

在安装时由于个别零部件的松动（如轴承预紧机构，轴系定位机构，拨叉限位机构等），导致系统定位不准，非正常位置啮合，轴系移动，产生振动和噪声。这一系列需从设计结构出发，尽量保证各机构的联接稳定，采用多种联接方式。4．传动部件损坏

在安装时由于不当操作损伤传动部件，导致系统运动不准确或运动失稳；高速运动部件由于受损导致油膜振动；人为造成运动件动不平衡；都产生振动和噪声。这些原因在安装过程中都是必须注意和尽量避免的。对无法修复的损伤零部件，必须予以更换，以保证系统获得稳定的噪声等级。使用维护原因及对策

对齿轮传动系统正确的使用维护虽不能降低系统噪声等级，保证传递精度，但却能防止其指标劣化，增大使用寿命。1．传动系统内部清洁

传动系统内部的清洁是保证齿轮正常运转的基本条件，任何杂质污物的进入都将影响并损伤齿轮传动系统，最终导致噪声的产生，损坏传动系统。2．系统正常工作的工作温度

保证传动系统正常的工作温度，防止系统因过大的温升产生变形，导致非正常啮合，可以防止噪声的增大。

3．及时的润滑和正确使用油品

不认真的润滑和错误的使用润滑油脂都将对系统产生不可估量的损害。保证系统得到及时正确的润滑，可使系统保持在一定的噪声等级范围内，延缓劣化趋势。高速运转的齿轮，齿面摩擦会产生大量的热能，润滑不当，将会导致轮齿的损伤，影响精度，噪声亦会增大。设计时要求齿轮副有适当的间隙（啮合轮齿的非工作面间的间隙，以补偿热变形与贮存润滑油脂）。对润滑油脂的正确使用和选择，可保证系统安全有效运行，稳定噪声等级。4．对齿轮运动系统的正确使用

按照系统正常操作顺序使用它，可以最大限度地避免系统的损伤及损坏，保证稳定的噪声等级。在系统的正常负载范围使用系统，因为齿轮传动系统传动噪声随负载的增加而增大。5．定期维护与保养 定期的维护保养（换油，更换已磨损零部件，紧固件松动部件，清除系统内部杂物，调整各部间隙至标准规定值，检定各项几何精度等。）可以提高系统抵抗噪声等级劣化能力，维持系统状态稳定。结论

齿轮传动噪声控制是一个系统工程，它涉及了齿轮传动设计，制造，安装，使用维护直至更新的全过程，它不仅对设计者，生产制造者，也对安装使用维护保养者提出了诸多要求，上述任何环节未受到有效控制，齿轮传动噪声控制都将归与失效。

1.齿顶修理：在机床上把齿顶修成直线或圆弧形。

2.齿廓修理：根据齿轮的实际法向齿距误差，齿的弯曲量及弯曲方向进行修理。齿形的修缘可以只修齿顶、齿根或两者均修，修缘量可只分配给一个齿轮，也可分配给两个齿轮。

3.齿向修理：把齿厚沿齿向连续修整成鼓形齿或两端减薄齿。

4.改变齿轮形状：增加齿厚，减小直径。

齿轮是机械传动的基本零件，也是最易产生噪声的零件。噪声的产生可以分为工艺因素和设计因素。

1、工艺因素有：（1）周节误差；（2）齿形误差；（3）接触精度；（4）侧隙。

2、设计因素有：（1）相对滑动；（2）刚度突变等。齿轮噪声应在传动结构中综合治理。

圆柱齿轮减速器噪音浅析

来源：中国论文下载中心 [ 08-10-24 15:12:00 ] 作者：禹国刚 编辑：studa20

摘要 减速器的主要噪声源是啮合齿轮，影响它的主要因素有：设计参数，制造精度与它的工作条件。由生产实践和实验数据组可知：减速器的噪声值随着中心距的增大，转速的升高和传动比的减小而增大，减速器的工作条件如载荷的变化，润滑剂的种类，传动环节的误差等等也都影响着它的噪声值，而减速器的制造精度（主要是齿轮及箱体的加工精度）则是决定噪声大小的关键因素。

关键词 噪声源 制造精度 减速器

Abstract The noise origin of reducing mechanism is meshing gear, there are some factors effecting noise: design parameter, manufacturing accuracy and running conditions.The results from production practice and experimental data showed： the noise rating number increased with center distance, rotational speed increasing and drive ratio decreasing, the running conditions such as load fluctuation species of anti-friction material and driving error effect the noise rating number, but the manufacturing accuracy of reducing mechanism is the key to decide noise low.

Key Words noise origin manufacturing accuracy reducing mechanism

前言:减速器的噪声是由于在它运转过程中机内齿轮啮合产生周期性的交变力对轴承、箱体的作用而引起的发生振动。评定圆柱齿轮减速器（以上简称减速器）质量水平的主要标准就是它的噪声值。随着产品标准的国际化，国家对减速器的噪声值作出了更加严格的限定，这就要求对减速器的噪声控制进行研究。

一、减速器中齿轮加工对减速器噪声的影响

（一）齿轮加工误差对噪声的影响。减小与控制齿轮噪声是降低减速器噪声的根本。为了降低齿轮噪声，需从结构设计与齿轮精度两方面来考虑。

1、低噪声齿轮结构设计的要求。齿轮结构设计对噪声的影响是很重要的，理想的设计是：尽量提高轮齿的弯曲强度，选择较大的变位系数与适当的螺旋角，使啮合系数加大，从而达到降低噪音的目的。

2、齿轮制造精度对噪声的影响。对标准系列减速器来说，齿轮的制造精度决定着它的噪声值。减速器齿轮的主要作用是传递转速和扭矩，因此对它的齿轮制造精度要求，其工作平稳性等级是主要的。具有较高工作平稳性等级的齿轮不仅本身的使用寿命长，而且传动中的冲击、振动小，噪声也就小，所以限制齿轮的工作平稳性误差是减少齿轮噪声的关键。

（二）工作平稳性精度对噪声的影响。齿轮的工作平稳性精度就是要求限制齿轮瞬时速比的变化，其误差为齿轮每转一周多次出现的转角误差，它使齿轮在啮合过程中产生撞击、振动从而产生齿轮的噪声，它是一种高频的冲击声。对于一个齿轮来说影响工作平稳性的因素是他的基节误差和它的渐开线齿形误差。

（三）齿轮的接触精度对噪声的影响。评定齿轮接触精度的综合指标是接触斑点，接触不好的齿轮其噪声必大。造成齿轮接触不理想的原因有：齿向误差影响齿长方向接触，基节偏差与齿形误差影响齿高方向的接触。

（四）齿轮的运动精度对噪声的影响。齿轮的运动精度是指传递运动的准确性，即齿轮每转一周的转角误差最大误差值不能超过一定限度。由于齿轮运动精度是大周期性（齿轮旋转一周）误差，而由齿轮齿圈径向跳动在齿轮旋转一周内的周杰累计误差会产生低频噪声，但当周节累计误差增大时，将造成齿轮啮合冲击及角速度的变动，此时噪声明显增大并发出“隆隆”声。