探讨在机械传动中齿轮减速器的降噪问题

陈国彦 王海艳

【摘要】随着经济的发展，人们对生活品质的要求越来越高，同时对生活的环境也有了新的要求，影响人们的生活的噪声源头也引起了人们的关注。齿轮噪声是机械噪声主要来源，所以如何降低减速器的噪音成为机械传动设备需要解决的问题。本文就是通过分析传动中齿轮减速器产生噪声的原因，同时提出相关的降低噪音的措施。

【关键词】机械传动；齿轮减速器；降噪

齿轮减速器[1]是常常应用在机械传动装置中的一种装置，一般是由不同的齿轮传动机构组成，使原动机的高速转动为工作机提供所需的速度，这种机械传动装置在工业生产中应用最广泛。我国是工业大国，机械设备的数量和产量在逐渐增加，所以配套的减速器数量、规格和品种也随之增多。因为传动设备适应的情况与机械设备的工作性能、适用时间、能耗等情况紧密联系。

一、分析影响传动过程产生噪声的相关因素

噪声是指频率不同、声音的强度也各不相同的声音。由于它没有规律、无序的存在，人们对噪声很厌烦，同时噪声也会影响人们的生活品质，不利于人们的身体健康，如果长时间受噪声影响，一般会出现睡眠质量下降、工作效率降低的情况，严重的甚至会危及生命安全。

（一）机械传动的系统出现问题

机械传动系统[2]的组合往往都比较复杂，齿轮箱就是其中复杂的传动系统，因为力的不同形式的转化，就会出现多种固定的频率，这也就形成了多样的振动。学习物理课程的过程中，我们都清楚振动就是产生声音的源头，只要有振动都会产生声音。而在机械传动的过程中就会出现振动，出现振动使传动系统的误差存在，从而产生了噪声。

（二）齿动传动过程产生误差

齿轮间的大小不相符或者渐开线的数据错误就会使齿轮产生振动形成无规律的声音，出现噪音。齿轮噪声的大小与齿轮传动中的振动幅度和振动频率大小紧密相关，他们是噪声研究中重要的研究对象。从实际生活的经验可以知道，影响机械齿轮振动的因素比较多，或许可以通过改进其他方式来减少不必要的噪声。由此可见齿轮在机械传动过程中的作用不容忽视，产生噪声的干扰因素需要去解决，这样可以更好的进行机械运作。

二、分析齿轮减速器产生噪音的原因

（一）参数因素

衡量设计和加工质量的重要标准是齿轮数据的精度，如果都是生产要求比较严格的高精度齿轮，那么机械传动过程中就不会有那么多的噪声产生。分析齒轮精度降低了标准主要原因，可以了解到在实际的生产过程中，为了降低生产成本，很多设计者会选择不违反工作要求的前提下，设计出较多数量的精度相对较低的齿轮，这样也成为了齿轮产生噪声的重要原因，而且精度过低会使噪声变大。

（二）精度因素

齿轮的啮合程度主要是指齿轮在正常工作下的平稳状态。相对于齿轮瞬时变化的要求，一般经过一定时间的运转，齿轮就会出现转角误差，这样就会出现不同程度的噪音。

齿轮间的接触点精度是指两个齿轮间的接触点的大小，接触点不同的大小会反映出齿轮在传动过程中产生噪声的大小，假如接触点较小就会产生较大的噪声，反之产生噪声越小。齿轮的数据误差会影响齿轮的精度，从而产生噪声。

齿轮运动时传递的准确性就是他的运动精度，一般在齿轮运动完一周后就会出现转角误差。如果齿轮的大小产生的误差值累积较大，就会出现一些噪声，当累积的值不断扩大时，就会影响齿轮的啮合度，最终改变转角速度，使噪声变大。

（三）载荷的影响

我们将齿轮看做振动弹簧体系，齿轮本身作为作为质量的振动系统。那么系统受到不同的冲击载荷，产生齿轮圆周运动的扭转振动，形成一种振动力。另外齿轮本身刚性较差就会产生周期振动噪声。这种噪声平稳而不尖叫。

（四）共振现象的影响

齿轮由于刚性较差，本身有固定的振动频率，当和另一个齿轮进行啮合时又会出现相同的振动频率，这样就出现了齿轮的共振现象，也就形成了噪声。如果是开放式的齿轮传动，那么加速产生的噪声在齿轮产生冲击的时候直接辐射出去，一般是在轮体、传动轴等地方。对于闭式齿轮传动，产生的噪声会被反射到齿轮箱内的空气和润滑油中，再通过齿轮箱辐射出来。自鸣噪声就是通过传动轴使支座，从而使齿轮箱箱壁的振动传播出去，由此可见，自鸣噪声是闭式齿轮传动的主要来源。

（五）装配的影响

在机械设备装配的过程中，如果不同心就会影响齿轮的运转平衡，另外齿轮半边松半边紧，同样会使噪声加剧。装配时的不平衡会影响整个机械系统运动的精度。装配前，零部件的加工精度及零件的配送方法，也会影响噪声等级。

三、降噪的方法

（一）确保传动系统内部的整洁

对于传动系统而言，保持系统内部的清洁是齿轮正常运转工作的前提。传动系统会被内部存在的任何杂物物质影响，甚至会出现磨损，这也是产生噪声的重要原因。所以为了更好的达到降噪要求，需要对传动系统内部进行全面的清洁。

（二）提高齿轮制造、装配精度

齿轮的制造精度[3]和装配精度会影响齿轮的啮合程度，较高的精度要求能够有效的改进噪声的干扰。如果齿轮装配未达到较高要求，会使它在传动过程中产生较多噪声，所以在装配前需要对齿轮的端面进行洗净，同时选择相同的机床加工左右轮齿轮，这样更有利于确保齿轮的啮合度。

（三）及时润滑和正确使用油品

虽然说润滑油对机械的作用比较大，但是错误的润滑方式和润滑油脂种类也会对传动系统产生影响。选择质量较高的润滑油，同时采用正确的使用方式，这样可以有效及时的使机械得到润滑，确保系统噪声在一定的控制等级内，延缓机械设备的使用寿命。同时需要注意工作时温度的变化，减少产生噪声的机会。

（四）减少共振频率

齿轮的传动系统，机身容易在安装过程中与基础设备间产生共振，形成噪声。齿轮的传统系统会控制齿轮产生共振的速度，降低传动噪声，同时也可以选用高阻尼的制作材料来降低共振的频率。

（五）齿形修护

齿轮的啮合度容易受齿形的误差影响，齿形不能完好的啮合，齿轮的精度也会较低。为了降低噪声的发生率，就需要对齿形的完善下工夫，可以选择修补齿形的辅助品，使齿轮的啮合点集中分布在局部区域内，提高齿轮的啮合精度。通过改善齿形的精度，同时准确的安装，这样会大大提高传动的精度，从而能够降低噪声的干扰

总结

机械运转过程中的齿轮产生噪声的原因有很多，为了找出降低噪声的原因，提出相关的解决方法，本文通过分析了齿轮在运转过程中产生噪声的原理，发现机械运转中齿轮的系统是一个复杂的过程，要想实现降低噪音的目的，需要从多个方面采取措施，它包括齿轮的材料、设计、制造、安装、使用和维护等过程，同时对设计人员、制造人员以及安装维护人员也提出了要求。如果在每一个环节能够达到相应的要求，那么降噪效果会更加明显。

参考文献

[1]王峰，方宗德，李声晋等.人字齿轮系统振动传递分析优化与试验验证[J].机械工程学报，2015，（1）：34-42.

[2]周建星，孙文磊，万晓静等.齿轮减速器振动噪声预估公式定制方法研究[J].振动与冲击，2014，（7）：174-180.

[3]冯海生，王黎钦，郑德志等.柔性齿轮-柔性转子-滑动轴承系统动特性分析[J].哈尔滨工程大学学报，2015，（3）：384-388，403.