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齒輪傳動噪音的來源及降噪方法

發(fā)布時間：2025-06-16

齒輪振動的原因在于齒輪之間進(jìn)行傳動時，產(chǎn)生的摩擦、觸碰，如此反復(fù)進(jìn)行形成噪音。齒輪傳動噪音長時間存在，不僅影響生產(chǎn)環(huán)境，也會對操作人員的人身健康造成危害，因此，找到合理的方法降低齒輪傳動噪音非常重要。

一、噪音產(chǎn)生的原因

1、齒輪運(yùn)行振動速度過快

齒輪運(yùn)行振動速度過快，主要是在齒輪傳動中頻率過快，造成的齒輪之間振動頻率過快導(dǎo)致的。齒輪運(yùn)行中振動速度快，將影響振動的頻率，產(chǎn)生噪音。

2、載荷沖擊帶來而定齒輪振動

這里將齒輪傳動看成一個振動的彈簧體系，齒輪自然成為這個體系中的一份子。當(dāng)齒輪受到不同程度的載荷時，振動的頻率、扭轉(zhuǎn)的方向也會不同，多數(shù)會形成圓周方向的振動力。加上齒輪本身在處理噪音方面的問題，就會形成平順而不尖叫的噪音。

3、共振產(chǎn)生的噪音

共振能夠產(chǎn)生噪音是每個人都知道的，齒輪傳動作為在生產(chǎn)間工作的主要方式，自然也會在運(yùn)行中出現(xiàn)共振的情況。通過齒輪傳動帶來的共振是基于齒輪自身剛性差產(chǎn)生的振動以及齒輪之間摩擦產(chǎn)生的振動在同一個振動的頻率上，這時二者相互作用就容易產(chǎn)生共振的情況，出現(xiàn)共振帶來的噪音。

4、部分齒輪表面光滑度不足

眾所周知，兩種物體如果是平滑的，那么在相互摩擦?xí)r產(chǎn)生的振動就小，振動頻率和高頻波也會小，產(chǎn)生的噪音程度自然也小。但是，很多的齒輪表面過于粗糙，相互摩擦?xí)r摩擦面大，振動頻率高，產(chǎn)生的噪音也就大并且多。

5、缺少正確潤滑方法支持

在齒輪保養(yǎng)和噪音降低中，不僅僅是好的潤滑劑可以降低齒輪之間的摩擦振動，好的潤滑劑使用方法也是降低和減少噪音的重要方法。傳統(tǒng)的潤滑劑使用方法是在齒輪表面加大潤滑劑劑量，使其在運(yùn)轉(zhuǎn)中降低摩擦，但這種方法對噪音降低收效甚微。以國外對齒輪保養(yǎng)和降低噪音對潤滑作用的使用看，更注重潤滑方法，即通過潤滑劑充分注入齒輪內(nèi)部的方法，降低噪音。

二、設(shè)計齒輪時預(yù)防噪音的措施

總的來說，基于齒輪傳動產(chǎn)生噪音的原因，將其歸結(jié)為載荷、振動頻率、齒輪摩擦、軸承轉(zhuǎn)動以及齒輪的材料。因此，在對齒輪進(jìn)行噪音的預(yù)防設(shè)計上，也應(yīng)該基于這幾點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)研究。

1、載荷

針對載荷主要是依舊齒輪的承受的生產(chǎn)重量而言，因此，在對相應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行齒輪選擇時，要依舊產(chǎn)品所能承受的生產(chǎn)重量而定，即根據(jù)不同產(chǎn)品所需要的重量對齒輪進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)換，避免部分齒輪傳動過程中不能承受相應(yīng)的重量產(chǎn)生噪音。

2、振動的頻率

部分齒輪之間猶豫摩擦大、速度快，造成振動速度過快，進(jìn)而產(chǎn)生噪音。在對齒輪進(jìn)行設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)注意齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，即在一定時間范圍內(nèi)規(guī)定其應(yīng)當(dāng)運(yùn)行的周數(shù)，而不是任其過快轉(zhuǎn)動。

3、齒輪摩擦

正如上面說到的，齒輪之間摩擦過大，振動過大，相應(yīng)的產(chǎn)生的噪音也會很大。為減少齒輪之間的摩擦，在選擇齒輪時盡量應(yīng)當(dāng)選擇外表平滑的齒輪，切記不能選擇外表粗糙，摩擦力大的齒輪，此外，也可以在齒輪中注入潤滑劑，提升齒輪間的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

4、軸承轉(zhuǎn)動

不僅要求設(shè)計者對齒輪軸承的設(shè)計，也包括了檢驗者對齒輪軸承周數(shù)的監(jiān)管。要求，設(shè)計者對設(shè)計的試論軸承保證期能夠承受齒輪傳動中應(yīng)該能承受的誤差，以及設(shè)計齒輪中預(yù)測出的可能存在一定合理范圍內(nèi)的設(shè)計缺失。

5、齒輪的材料

如果采用具有更有彈性的材料替代較硬的耐磨材料，一定程度上也能降低齒輪傳動的噪音，比如在塑料齒輪上，用PA12或彈性體替代常規(guī)的POM，但同時可能會產(chǎn)生另外一個問題，就是雖然噪音降了，但傳動的扭矩也大幅度降低了。所以，材料工程師和齒輪專家們一直在合作開發(fā)和應(yīng)用這樣的耐磨塑料作為靜音齒輪材料：即能保持良好的剛性的同時，又能大幅度提高韌性、彈性以及耐磨性的材料，同時希望水份對材料的尺寸和性能影響比較小。

三、降低齒輪傳動噪音的對策

1、改善齒輪潤滑方法

對于齒輪潤滑方面減低噪音，不應(yīng)該只是從潤滑劑的選擇上入手。還應(yīng)當(dāng)創(chuàng)新齒輪潤滑的方法，節(jié)約潤滑劑使用同時，提升齒輪使用效率并降低噪音。盡管研究表明，離心潤滑法是能夠有效降低齒輪噪音的最為有效的方法之一。即在規(guī)定時間范圍內(nèi)對齒輪箱進(jìn)行檢查，及時更換嚴(yán)重?fù)p壞和質(zhì)量下降的齒輪，此基礎(chǔ)上，在齒輪的底端鉆一 小孔，利用離心力的特點(diǎn)，通過小孔進(jìn)行潤滑劑的注入工作，同時也對使用過的潤滑劑廢料進(jìn)行排除。通過這種方法能夠有效的使齒輪之間進(jìn)行有效摩擦，避免因潤滑效果不佳帶來的齒輪傳動噪音。

2、齒形修正法

由于齒形誤差，產(chǎn)生齒輪的齒頂嚙合，嚙合精度較差。為了提高嚙合精度我們采用齒形修正法消豫齒輪的噪音效果也很好。首先，我們在齒而上涂上紅丹粉進(jìn)行嚙合研后，然后用什錦修正齒輪的嚙合點(diǎn)，使齒輪的 嚙合點(diǎn)盡量分布在分度園附近，提高齒輪的嚙合精度。齒輪經(jīng)精心安裝好后，齒輪的傳動精度顯著提高，達(dá)到了消除噪音的目的。

3、開發(fā)和采用優(yōu)異的耐磨降噪材料

材料工程師和齒輪專家們一直在合作開發(fā)這樣的耐磨塑料作為靜音齒輪材料：能保持良好的剛性的同時，能大幅度提高韌性、彈性以及耐磨性的材料，同時希望水份對材料的尺寸和性能影響比較小。最近10年，逐步有一些新型的耐磨降噪工程塑料被應(yīng)用到靜音齒輪上。

此外，斜齒輪傳動平穩(wěn)，嚙合沖擊少，不易產(chǎn)生共振現(xiàn)象。所以用直齒輪傳動改為斜齒輪傳動也是解決齒輪傳動噪音的一個重要方法。

從齒輪設(shè)計的角度看，只要齒輪在運(yùn)行過程中產(chǎn)生振動就會形成聲波，進(jìn)而產(chǎn)生噪音。齒輪傳動帶來的噪音不僅僅影響工作環(huán)境，對一些精密零部件的生產(chǎn)精度也會有一定的影響，針對具體問題采取有效的措施降低噪音。

來源：維本工程塑料

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