齿轮噪音的讨论

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在塑料齿轮或金属齿轮设计制造过程中经常遇到关于噪音的问题。这个问题到目前为止还没有很好的预测方法，请大家谈谈自己的体会了！

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齿轮传动噪声发生的种类有很多,其中齿轮的配合和所用的材料的比重是很大的,第一种情况是虽然你设计的齿轮是完全根据参数要求设计的,按照常理两个绝对标准的齿轮进行组合是没有问题的,可是它有偏偏有问题,这时候你应该要想到他们是不是发生干涉了,比如Tip Radius 和Root Radius你就要考虑是否要倒圆角,很多人都忽略了这个问题.第二种情况是材料的不同所产生的噪音的大小也不同,比如你用PP+GF30%的材料和POM就有很大的差别,所以齿轮材料的选用上要根据齿轮的实际应用进行选择!

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【转帖】
齿轮传动噪声影响因素很多,最有体会的是齿轮基节极限偏差超差,一定会产生传动噪声.
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齿形误差对齿轮传动噪声影响因素最大。

zgyan

最近我也遇到一个问题。举例：我有一个齿轮箱，由1个直流马达和4个齿轮。马达在额定电压空载的噪音是56dB，马达装到牙箱上后，在额定电压下牙箱的噪音是52dB。
请问有没有合理且权威的解释，为什么牙箱噪音会比单马达噪音低呢？

另：出现牙箱噪音比马达噪音低的情况不是偶然，占一定比例，大概10%左右。

一般情况，牙箱噪音会比马达噪音大5~12dB（我们厂的经验）。而现在出现这种情况，客户要求给一个合理的解释。

我总结了一下有如下原因，请版主帮帮忙：
1、马达装配到牙箱后，转速有降低，电流有稍微增大，相当于给马达加一微小负载，所以噪音降低了；
2、马达装配到牙箱后，牙箱吸收了马达的一部分振动，噪音降低了；
3、马达装配到牙箱后，马达噪音波形与齿轮啮合发出的噪音波形有抵消，故噪音降低了；

这是一些猜想的理由，但反问为什么有些低于整个牙箱噪音，有些高于呢？就不知道怎么解释了………………

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降低齿轮传动噪声的有效方法
齿轮传动在各种机械中有着广泛的应用。它与带传动、链传动、蜗轮蜗杆传动等相比较有很多优点。例如：传动的速度范围广、传递的功率大、传动可靠、结构紧凑、寿命长、能保证恒定的瞬时传动比，但它的缺点之一是噪音大。那么，如何有效的降低齿轮传动的噪声，笔者浅谈如下：

　　一、选择材料
　　齿轮的材料一般有碳素钢、锻钢、铸钢、铸铁和非金属材料（如尼龙、夹布塑料）等。为了降低齿轮传动的噪声，在某些强度要求不高的场合，可大胆地使用非金属材料作为首选齿轮的材料。特别是随着我国科技工作者对非金属材料的研究和开发逐渐深入，用非金属材料制造零件的强度、精度将逐步提高，它将越来越被机械设计工作者所青睐。同时，也可在一对啮合齿轮中，一个齿轮采用非金属材料，另一个齿轮仍用金属材料。一般是小齿轮用非金属材料，大齿轮用金属材料，可以降低齿轮传动的噪声。
　　二、选择齿轮的参数
　　选择齿轮的参数时，应有利于降低齿轮传动的噪声。选择齿轮的齿数时应以多齿数为好。即：中心距确定后，在满足弯曲疲劳强度的前提下，尽量降低模数。由于d=mz，当齿轮的分度圆直径d一定时，模数m越小，齿数z越多，增加了重叠系数，从而降低齿轮传动的噪声。同时，由于模数降低，齿轮的加工成本也会降低。另一方面，当不能降低齿轮模数时，应先考虑采用斜齿轮，这样也可以增加重叠系数，降低齿轮传动的噪声。在斜齿轮传动中对于螺旋角的选择要求很高，原因是由于螺旋角较小，体现不出斜齿轮传动的优点，而螺旋角越大，相应地带来轴向力的增大，所以一般要求螺旋角在8°～20°之间。而实际应用中，较小传动功率的条件下，螺旋角可稍大于16°为宜，这样降低噪声的效果更为明显，并且又不能引起较大的温升（因螺旋角较大，则轴向力增加，会使无用功增大而产生高温）。再次，我国对一般用途的齿轮传动规定的标准压力角α=20°，但对重合系数接近2的高速齿轮传动，推荐采用齿顶高系数为1～1.2，压力角为16°～18°的齿轮，这样做可增加轮齿的柔性，降低齿轮传动的噪音。

　　三、结构方面
　　齿轮尽量避免采用实心结构，而应设计成腹板式结构。也就是只要强度满足要求，齿轮应尽量减轻重量。这样可使齿轮的固有频率降低，从而降低啮合的噪声。

　　四、装配方面
　　装配质量对齿轮传动噪声影响较大。选用同一台机床加工出来的左右旋齿轮组装，将有利于降低齿轮的啮合噪声。装配前要特别注意先清洗齿轮端面的毛刺，因为端面毛刺在啮合的过程中直接产生噪声，有条件的话可对齿廓间作降低噪声修缘。

　　五、模拟工作状况的跑合
　　对于以上措施仍达不到要求，又五条件提高齿轮加工精度时，模拟工作状况的跑合是最有效最廉价的方法。跑合时，在啮合区涂上研磨膏，然后正转10～20h，再反转同样的时间。跑合时要注意不要让研磨膏进入轴承部位，以免造成轴承磨损。跑合后要把设备清洗干净，不留研磨膏和磨屑。

　　总之，采用齿轮转动时，在齿轮的设计、制造和安装上要采取实用有效的
方法，这样可以降低齿轮传动的噪声。对于改善工人的工作环境和身体健康都具有十分重要的意义。

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问题太笼统. 我认为,首先要判断噪音的怎样个响法,周期性的?还是连续性?还有齿轮副只是单向转还是正反转的?这都要考虑.

譬如,周期性的转一圈响一下或几下,可以检查齿轮有没有毛刺或碰伤.如果时高时低,可能齿轮(装)偏心了,或中心距小了.如果是连续的背景噪音,恐怕跟精度有关.这都需要具体内容具体分析,不能一概而就.

重合度也要考虑,如果重合度不够的话,就改设计了.

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齿形与齿向的修形可能降低齿轮的噪音，但它们之间没有线性关系，并不是修形量越大噪音降低得越多。
齿轮的修形要考虑以下因素：
1、齿轮的载荷分布特征与载荷特性（如冲击载荷与连续负载等）
2、齿轮所使用的环境
3、齿轮的精度，当齿轮精度低时，而对噪音要求较高时，可适当提高齿轮的修形量。
4、齿轮的模数与齿面宽，齿形的修形通常与模数有一定的关系，齿向修形与齿面宽成正比。
5、齿轮的成本

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不管是在齿形上修形还是在齿向上修形,都将降低齿轮啮合的重合度,所以合理的修形量及过程控制是关键

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齿形修形是为了解决齿轮啮入、啮出的干涉（包括基节误差的影响和啮合变形的影响）；
齿向修形是为了改善齿轮轴向载荷的均匀性。

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齿轮的相对滑动率是控制运动质量的重要指标,齿轮啮合质量的关键是齿形和侧隙.建议利用变位得到合理的设计齿形. 如果噪音大采用齿形修形.