齒輪傳動(dòng)噪聲之探討

1、齒輪傳動(dòng)噪聲之探討項(xiàng)紅衛(wèi)（寧波躍進(jìn)汽車(chē)前橋有限公司，寧波，浙江，315021）摘 要：本文對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲從各方面進(jìn)行了分析，并從齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、安裝和維護(hù)各方面進(jìn)行了降低噪聲措施的探討。上述各個(gè)環(huán)節(jié)必須得到充分的重視和認(rèn)真地落實(shí)，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲才能得到有效的控制。關(guān)鍵詞：齒輪傳動(dòng)噪聲； 齒輪制造精度; 公差組； 齒輪計(jì)算載荷Pca；齒輪傳動(dòng)降噪系統(tǒng)工程中圖分類(lèi)號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)1.引 言眾所周知，齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)當(dāng)中最普遍、最重要的傳動(dòng)方式之一。傳統(tǒng)上衡量齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)性能、質(zhì)量的指標(biāo)主要是負(fù)載能力和疲勞壽命這兩個(gè)因素，而基本上不對(duì)齒輪傳動(dòng)的噪聲加以考慮和衡量

2、。隨著“以人為本”理念的深入人心和機(jī)械工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，以及ISO14000的推廣和環(huán)保呼聲的提高，齒輪傳動(dòng)之噪聲必然將被行業(yè)人士所關(guān)注，也必然引起人們的重視和改進(jìn)的要求。本文將從齒輪傳動(dòng)噪聲的起因和降低噪聲的措施這兩方面加以有限的探討。2.齒輪傳動(dòng)噪聲起因分析我們知道，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在工作中起著傳遞運(yùn)動(dòng)和承載扭矩的作用，它的傳動(dòng)通過(guò)輪齒的嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)，從理論上說(shuō)，假如齒輪的制造和安裝都沒(méi)有誤差，將不會(huì)有噪聲的出現(xiàn)或者說(shuō)可以忽略不計(jì)，但事實(shí)上這是不可能的。那么，齒輪傳動(dòng)產(chǎn)生噪聲的具體情況如何呢？我們?cè)阢姶苍肼暤默F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，齒輪傳動(dòng)的噪聲類(lèi)型主要有以下幾種：2.1周期性噪聲。這種噪聲忽高忽低，呈

3、周期性變化。它的主要起因是齒輪在加工或安裝時(shí)存在齒向誤差F，造成齒輪端面跳動(dòng)過(guò)大或與其軸心線不垂直，引起輪齒在旋轉(zhuǎn)嚙合時(shí)產(chǎn)生沖擊，且嚙合區(qū)周期性移動(dòng)，因而在齒輪傳動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)周期性的噪聲。2.2 高頻噪聲。這種噪聲較刺耳，一般在dB(A)左右，主要是由于齒輪齒向誤差或安裝時(shí)兩軸線平行度誤差引起。2.3 高頻沖擊噪聲。這種噪聲就象有東西在連續(xù)敲擊，而且位置不易辨別，主要是由齒形誤差Ff引起。2.4 低頻沖擊噪聲。這種噪聲聽(tīng)起來(lái)有明顯的打點(diǎn)聲和摩擦聲，主要是由齒面上的磕碰和毛刺引起。以下是國(guó)內(nèi)某銑床生產(chǎn)商提供的噪聲測(cè)試數(shù)據(jù)（見(jiàn)表一）表一-1-原部頒標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)齒輪的制造精度規(guī)定了12個(gè)精度等級(jí)，其中1、

4、2級(jí)是為發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)定的，目前的加工工藝尚未能達(dá)到此水平，7級(jí)為基礎(chǔ)級(jí)。按齒輪各項(xiàng)誤差對(duì)傳動(dòng)性能的主要影響，將齒輪的各項(xiàng)公差分成三個(gè)公差組：公差組 傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性：通過(guò)切向綜合公差 Fi、周節(jié)累積公差Fp及公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差Fw等來(lái)檢驗(yàn)齒輪的精度。公差組 傳動(dòng)的平穩(wěn)性：通過(guò)切向相鄰一齒綜合公差fi、徑向相鄰齒綜合公差fi及齒形公差Ff等來(lái)檢驗(yàn)齒輪的精度。公差組 載荷分布的均勻性：通過(guò)齒向公差F等來(lái)衡量。由此引出本文的論點(diǎn)：引起齒輪傳動(dòng)噪聲最主要的原因就是齒輪所承載的各種變載荷力（瞬時(shí)沖擊力、周期性力、隨機(jī)力）以及這些力對(duì)齒輪在制造和安裝時(shí)所產(chǎn)生的各種誤差的作用所產(chǎn)生的結(jié)果。那么這些力是如何產(chǎn)生

5、作用的呢？我們以標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)為例：它的嚙合線單位長(zhǎng)度上的計(jì)算載荷Pca為:Pca=Ka·K·Ft/ (b··cos)其中Ka為嚙合齒對(duì)間載荷分配不均勻系數(shù)；K為載荷系數(shù)；Ft為圓周切向力；b為齒寬；為端面重迭系數(shù)；為齒輪端面壓力角。由上式可以看出，對(duì)某一特定齒輪，首先假設(shè)當(dāng)齒輪輪齒所承載的Ft圓周切向力為一恒定值時(shí)，似乎計(jì)算載荷Pca也為一恒定值，其實(shí)不然。我們知道，齒輪在加工時(shí)，每個(gè)輪齒齒面的精度不可能非常一致，會(huì)有一定的差異，由此造成載荷分配不均勻系數(shù)Ka也會(huì)有一定的差異（隨著精度等級(jí)的降低而變大），因此其計(jì)算載荷Pca也會(huì)有一定的變化，同時(shí)

6、也由于制造精度的原因，會(huì)造成輪齒嚙合區(qū)周期性地移動(dòng)，由此產(chǎn)生瞬時(shí)沖擊力和周期性力等，使齒輪在傳動(dòng)時(shí)呈現(xiàn)周期性的噪聲。而事實(shí)上，齒輪輪齒所承載的Ft圓周切向力根本不可能為一恒定值，因?yàn)槠鋭?dòng)力源和齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)（如機(jī)床）的負(fù)載不可能是恒定不變的，因此更加造成計(jì)算載荷Pca的波動(dòng)，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲也就不可避免了。綜上所述，無(wú)論是哪種形式的噪聲，都與齒輪的制造和安裝精度、齒輪傳動(dòng)的嚙合精度有很大的關(guān)系。3.降低、抵御齒輪傳動(dòng)噪聲是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程-2-由以上的分析可以看出，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲的起因并不是一個(gè)單一的因素，而是由許多復(fù)雜的因素造成，因此，降低、抵御齒輪傳動(dòng)噪聲也是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，以下分

7、各個(gè)方面詳細(xì)論述。3.1設(shè)計(jì)方面：3.2制造方面：3.3安裝方面：-3-3.4維護(hù)方面：4.結(jié)論齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲的研究和控制是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。它涉及齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用和維護(hù)直至更新的整個(gè)過(guò)程，對(duì)設(shè)計(jì)人員、制造人員，以及安裝、使用和維護(hù)人員都提出諸多要求，上述的每一個(gè)環(huán)節(jié)都必須得到重視和落實(shí)，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲才能得到有效的控制。參考文獻(xiàn)：1機(jī)床精度與測(cè)試上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 機(jī)床編輯組2機(jī)床噪聲-原理及控制天津科技出版社1984 張策3金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社 1985 戴曙-4-Research on the noise that created in the ge

8、ar transmissionXianghongwei(NINGBO YUEJIN AUTOMOBILE FRONT AXLE CO.LTD, NINGBO,ZHEJIANG 315021)AbstractThis text is to an analysis for its each aspect of the noise created in the gear transmission system , and a research for reducing the noise combining from the study of the gear transmission system

9、 of its design, manufacture,assembly and maintenance.The above each link must get to value, and the sum well in earnest practise , the noise created in the gear transmission system then can get the availably control. Keywords: The noise created in the gear transmission; Gear manufacturing accuracy; T