齒輪傳動噪音的來源及降噪方法

齒輪振動的原因在于齒輪之間進行傳動時，產生的摩擦、觸碰，如此反復進行形成噪音。齒輪傳動噪音長時間存在，不僅影響生產環境，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、噪音產生的原因

1、齒輪運行振動速度過快

齒輪運行振動速度過快，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致的。齒輪運行中振動速度快，將影響振動的頻率，產生噪音。

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。當齒輪受到不同程度的載荷時，振動的頻率、扭轉的方向也會不同，多數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、共振產生的噪音

共振能夠產生噪音是每個人都知道的，齒輪傳動作為在生產間工作的主要方式，自然也會在運行中出現共振的情況。通過齒輪傳動帶來的共振是基于齒輪自身剛性差產生的振動以及齒輪之間摩擦產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生共振的情況，出現共振帶來的噪音。

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，那么在相互摩擦時產生的振動就小，振動頻率和高頻波也會小，產生的噪音程度自然也小。但是，很多的齒輪表面過于粗糙，相互摩擦時摩擦面大，振動頻率高，產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，使其在運轉中降低摩擦，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部的方法，降低噪音。

二、設計齒輪時預防噪音的措施

總的來說，基于齒輪傳動產生噪音的原因，將其歸結為載荷、振動頻率、齒輪摩擦、軸承轉動以及齒輪的材料。因此，在對齒輪進行噪音的預防設計上，也應該基于這幾點進行重點研究。

1、載荷

針對載荷主要是依舊齒輪的承受的生產重量而言，因此，在對相應生產產品進行齒輪選擇時，要依舊產品所能承受的生產重量而定，即根據不同產品所需要的重量對齒輪進行適當的調換，避免部分齒輪傳動過程中不能承受相應的重量產生噪音。

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，進而產生噪音。在對齒輪進行設計中，應當注意齒輪的運轉速度，即在一定時間范圍內規定其應當運行的周數，而不是任其過快轉動。

3、齒輪摩擦

正如上面說到的，齒輪之間摩擦過大，振動過大，相應的產生的噪音也會很大。為減少齒輪之間的摩擦，在選擇齒輪時盡量應當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轉。

4、軸承轉動

不僅要求設計者對齒輪軸承的設計，也包括了檢驗者對齒輪軸承周數的監管。要求，設計者對設計的試論軸承保證期能夠承受齒輪傳動中應該能承受的誤差，以及設計齒輪中預測出的可能存在一定合理范圍內的設計缺失。

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或彈性體替代常規的POM，但同時可能會產生另外一個問題，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和應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，不應該只是從潤滑劑的選擇上入手。還應當創新齒輪潤滑的方法，節約潤滑劑使用同時，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。即在規定時間范圍內對齒輪箱進行檢查，及時更換嚴重損壞和質量下降的齒輪，此基礎上，在齒輪的底端鉆一 小孔，利用離心力的特點，通過小孔進行潤滑劑的注入工作，同時也對使用過的潤滑劑廢料進行排除。通過這種方法能夠有效的使齒輪之間進行有效摩擦，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行嚙合研后，然后用什錦修正齒輪的嚙合點，使齒輪的 嚙合點盡量分布在分度園附近，提高齒輪的嚙合精度。齒輪經精心安裝好后，齒輪的傳動精度顯著提高，達到了消除噪音的目的。

3、開發和采用優異的耐磨降噪材料

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用到靜音齒輪上。

此外，斜齒輪傳動平穩，嚙合沖擊少，不易產生共振現象。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。

從齒輪設計的角度看，只要齒輪在運行過程中產生振動就會形成聲波，進而產生噪音。齒輪傳動帶來的噪音不僅僅影響工作環境，對一些精密零部件的生產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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