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| 影响齿轮噪音的因素与解决方法 |
发布日期：[2009/10/27] 共阅[5574]次
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一.齿轮类型对噪音的影响：
不同类型的齿轮，由于它们的几何特性不同，将有不同形式的啮合过程。
例如：在载荷与速度相同的条件下，斜齿轮的噪音可比直齿轮低3～10dB;
二.压力角对齿轮噪音的影响:
为了传递一定的功率须保待F为定值。如果增大压力角a,就得增大齿面法向力Fn，这在具有摩擦力的实际齿面上就会增大节线冲力和啮合冲力，因而导致振动和噪音级的增大。
虽齿轮中心距误差并不影响渐开线齿形的准确啮合，但其变动却引起工作压力角周期性变化。
例如：齿轮在轴上的偏心，将以齿轮的回转频率改为变其中心距，这样势必调制齿轮传动的振动和噪音的频率，调制的幅值将取决于偏心量的大小。
三．重合度对齿轮噪音的影响：
轮齿在传递载荷时有不同程度数变动。这样在进入和脱离啮合的瞬间就会产生沿啮合线方向的啮合冲力，因而造成扭转振动和噪音。
如果增加瞬间的平均齿数，即增大重合度，则可将载荷分配在较多的齿上，使齿面单位压力减小，从而减小轮齿的变形，改善进入啮合和脱离啮合时的冲击情况，因此也降低了齿轮传动的扭转振动和噪音。
重合度由1.19增大至2.07时在1000rpm时降低噪音4dB，而在2000rpm时降低噪音6dB。
对斜齿轮，可通过改变螺旋角β和齿宽b而增大重合度，而且可大大超过直齿轮，但螺旋角也不宜过大，否则另引起轴向振动。
增加齿数，大齿顶高系数或减少压力角均可增大重合度，减少振动和降低噪音。
四．齿轮精度对噪音的影响：
齿轮噪音受齿轮精度的影响大，降低齿轮噪音的第一步就是提高齿轮精度，对精度度低的齿轮，采用其它任何降噪音措施都是徒劳的。
在单项误差这中，影响大的是齿距（基节或周节）和齿形两项：
1. 齿距：
噪音与基节误差成正比例增减，当转速增高或者负荷增大时，噪音增减的梯度也增大，而且，在齿轮一转中，即使有一个齿距误差较大，则噪音也明显增大。
2. 齿形：
只给出齿形误差的大小，并不能判断出其对噪音的影响，重要的是齿形的误差形状，例如在节点附近的”中凹“会使噪音增加很多。
3. 齿圈径向跳动
由于音的调制，在齿轮噪音里有时产生多种尖叫音，偏心等引起周节的连续变化，产生在齿轮回转频率有关的长周期噪音，人耳对此十分敏感，特别在高速时影响很大。
4. 齿面粗糙度与浓度：
齿轮误差对噪音的影响很大，特别在此啮合频率高的领域里，声压级相当高，发出难听的声音。
五．齿轮参数，结构形状对噪音的影响：
1.齿轮直径：
若将圆柱齿轮当作圆板，则按声学原理其周围辐射的噪音取决于它的声辐射面积，所以增大齿轮直径将降低噪音不利。
2.齿宽：
齿宽与轮齿的弯曲变化成正比。噪音随着齿宽增加而减小，但是对于加工精度差的齿轮，在大的载荷下弯曲变形对加大齿宽的影响不大，因此，啮齿冲力和噪音并不有所降低。此外，增大齿宽将容易增大由于制造和安装齿轮带来的齿向误差，这对降低啮合冲力和噪音将有大的影响。
3.齿坯结构：
圆柱齿轮坯的结构形状一般有整体形和辐板形两种。辐板形齿坯噪音较高。降低辐板形齿坯噪音可用阴尼环，厚的齿坯有较好的振幅衰减性能。
六．轮加工工艺方法对噪音的影响：
1.滚齿工序
A滚刀安装后，径向跳动量不大于0.020mm.
B控制好剃前滚刀前刃面的径向误差，齿距等分误差与累积误差。
C.齿圈的径向跳动比标准公差压缩1/3，齿轮端面跳动同样控制在0.020以内。
D齿面光洁度不低于△5。
2. 剃齿工序：
A剃齿刀修形：
大于55齿的齿轮用标准剃齿加工，小于55齿的齿轮，则采用修形刀加工，修形量较小，一般0.020mm左右。
B对转速较高的齿轮，采用剃鼓形齿，鼓形量不大于0.02mm,对非鼓形齿则力示其接触斑点尽量控制在齿形中部区域。
上速两项措施对提高齿轮传动平稳性，减少冲击和降低噪音是比较有效。
3.热处理工艺：
应采用高频淬火，严格控制淬火规程，减少齿轮变形为珩齿创造条件。
5. 珩齿工序：
珩齿的作用，主要提高齿廓表面光洁度，切削量以0.01～0.02mm为宜，否则将破坏齿轮的原始精度，对此，通常的珩齿工艺作了如下改进：
A. 在珩齿过程中，径向压力调整必须适当，使珩磨轮与工件之间始终保持恒定压力。一般在10Kgf.cm,刀架处于浮动状态，珩轮与工件之间为无间隙啮合
B. 珩磨轮自身的切削力与制造珩磨轮的材质配方有关，将环氧树脂与金刚砂磨料由原1：1.6改为1：1，磨粒按齿轮模数大小由粗变细，即原100#～200#改150#，这样可使珩轮切削性能降低，塑性增强。
C. 为了与剃鼓形齿相适应，在部分齿轮中，采用了珩鼓形齿的手板，这样对提高齿轮接触强度，传动平稳性和降低齿轮噪音起了较大作用。
七．齿廓修形，齿向修形对噪音的影响：
由于轮齿存在周节与基节偏差以及弹性变形，使齿轮啮入或啮出时，产生冲击和角速度的变化就是顶刃啮合产生干涉所致。
当被动轮周节或基节大于公称值时，将在被动轮齿顶发生顶刃啮合，便产生振动和噪音。
齿面修缘是将轮齿修成鼓形齿，以便受载时靠近齿宽中部先接触，再逐扩大到整个齿宽，以改善载荷分布状态有利于减少振动与噪音。
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