齒輪傳動(dòng)噪聲的控制

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齒輪傳動(dòng)是機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用最廣的傳動(dòng)之一,，在汽車中的應(yīng)用也非常廣泛，如汽車手動(dòng)變速器,、汽車驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)等,。齒輪在傳動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，噪聲不僅妨礙機(jī)械技術(shù)的進(jìn)步,，而且影響著人類的身心健康,。因此，現(xiàn)代生產(chǎn)必須有效控制機(jī)械噪聲,。在汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)中,，齒輪傳動(dòng)是產(chǎn)生機(jī)械噪聲的主要來源，所以要研究汽車齒輪噪聲產(chǎn)生的原因,，有效降低噪聲,，從而提高汽車駕駛的安全性和舒適性。
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. ~0 B' y+ P8 Z5 @6 b: }　　齒輪噪聲產(chǎn)生原因
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4 ?: M; s1 o) E- u+ o# q　　一般地說,，如果力的大小,、作用點(diǎn)或作用方向隨時(shí)間而變化,，則結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生噪聲或振動(dòng)。齒輪傳動(dòng)中一個(gè)可能的噪聲源是由負(fù)載逐齒傳遞而引起的,。在大型齒輪箱中,，負(fù)載傳遞的時(shí)間與應(yīng)力波從一個(gè)齒傳遞到下一個(gè)齒花費(fèi)的時(shí)間相仿，尤其是大而薄的內(nèi)齒輪,，因?yàn)槟抢飶澢�波傳播相�?duì)較慢,，就容易產(chǎn)生噪聲。如果在較寬的直齒輪入口側(cè)加了過多的潤滑油,，從而使油留在齒根部而無法迅速排出，由此產(chǎn)生高的壓力,，就可能發(fā)生一種不平常的齒輪噪聲,。齒輪噪聲另一產(chǎn)生根源是傳動(dòng)誤差，因而在比較設(shè)計(jì)方案時(shí),，最好估算相應(yīng)1μm嚙合傳動(dòng)誤差激勵(lì)產(chǎn)生的振動(dòng)級(jí)（尤其在齒頻及其倍頻上）,。

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9 i/ y0 e! [$ m! o+ e9 D# j　　在齒輪系統(tǒng)中，根據(jù)機(jī)理的不同,，可將噪聲分成加速度噪聲和自鳴噪聲兩種,。一方面，齒輪輪齒嚙合時(shí),，沖擊會(huì)使齒輪產(chǎn)生很大的加速度并會(huì)引起周圍介質(zhì)擾動(dòng),，由這種擾動(dòng)產(chǎn)生的聲輻射稱為齒輪的加速度噪聲。另一方面,，在齒輪動(dòng)態(tài)嚙合力作用下,，系統(tǒng)的各零部件會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，這些振動(dòng)所產(chǎn)生的聲輻射稱為自鳴噪聲,。



　　對(duì)于開式齒輪傳動(dòng),，加速度噪聲由輪齒沖擊處直接輻射出來，自鳴噪聲則由輪體,、傳動(dòng)軸等處輻射出來,。對(duì)于閉式齒輪傳動(dòng)，加速度噪聲先輻射到齒輪箱內(nèi)的空氣和潤滑油中,，再通過齒輪箱輻射出來,；自鳴噪聲則由齒輪體的振動(dòng)通過傳動(dòng)軸引起支座振動(dòng)，從而通過齒輪箱箱壁的振動(dòng)而輻射出來,。一般說來,，自鳴噪聲是閉式齒輪傳動(dòng)的主要聲源。
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7 W- o. E' n/ P8 m' [. Z$ l- Y　　因此,，齒輪系統(tǒng)的噪聲強(qiáng)度不僅與輪齒嚙合的動(dòng)態(tài)激勵(lì)力有關(guān),，而且還與輪體,、傳動(dòng)軸、軸承及箱體等的結(jié)構(gòu)形式,、動(dòng)態(tài)特性以及動(dòng)態(tài)嚙合力在它們之間的傳遞特性有關(guān),。一般來說，齒輪系統(tǒng)噪聲發(fā)生的原因主要有以下幾個(gè)方面,。
（1）齒輪設(shè)計(jì)方面 參數(shù)選擇不當(dāng),、重合度過小、齒廓修形不當(dāng)或沒有修形,、齒輪箱結(jié)構(gòu)不合理等都會(huì)產(chǎn)生噪聲,。
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; w4 G1 k9 |" f% T+ X　　（2）齒輪加工方面 基節(jié)誤差和齒形誤差過大,、齒側(cè)間隙過大,、表面粗糙度值過大等也會(huì)產(chǎn)生噪聲。
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　�,。�3）輪系及齒輪箱方面 裝配偏心,，接觸精度低，軸的平行度差,，軸,、軸承及支承的剛度不足，軸承的回轉(zhuǎn)精度不高及間隙不當(dāng)?shù)纫蛩貢?huì)產(chǎn)生噪聲,。
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5 X: v$ G0 ]6 T* y3 Y8 G1 \　�,。�4）其他方面 輸入轉(zhuǎn)矩、負(fù)載,、轉(zhuǎn)矩的波動(dòng),，軸系的扭振，發(fā)（電）動(dòng)機(jī)及其他傳動(dòng)副的平衡情況等產(chǎn)生的噪聲,。

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　　齒輪噪聲控制
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　　1.控制齒輪噪聲振源

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　�,。�1）提高齒輪制造、裝配精度及降低齒面粗糙度值 盡可能采用硬剃,、磨齒及電拋光等先進(jìn)加工工藝,。嚴(yán)格控制齒形誤差，尤其避免出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)附近齒形中凹現(xiàn)象,。



  
　�,。�2）采用修形齒輪 常用修形方法有齒形修緣、鼓形齒或兩端減薄齒和減小齒頂寬等,。齒形修緣可減小由于輪齒彎曲變形所引起的瞬間頂撞,，有效降低噪聲。修緣量一般結(jié)合實(shí)際使用情況確定，圖1所示是一般的齒輪修緣量（m為齒輪模數(shù)）,。


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　　采用鼓形齒可減小齒的干涉,，提高接觸精度。鼓形量可取為（4~24）Bμm,其中B為輪齒的寬度（單位：mm）,。
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　�,。�3）優(yōu)化齒輪設(shè)計(jì)參數(shù) 為降低圓周速度應(yīng)盡量采用小模數(shù)、小齒數(shù),；采用非整數(shù)傳動(dòng)比,；選用合適的齒側(cè)間隙及螺旋角；適當(dāng)增大重疊
系數(shù),。


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( x% R6 P2 i! A9 L  e8 S8 t% z9 @　　不平衡離心力與速度的平方成正比,，降低圓周速度可減小齒與齒之間的沖擊。采用非整數(shù)傳動(dòng)比,，可避免制造誤差周期性地復(fù)映到傳動(dòng)系統(tǒng)上,，從而加劇振動(dòng)和噪聲。側(cè)隙過大會(huì)產(chǎn)生沖擊,，側(cè)隙過小會(huì)使嚙合時(shí)的排氣速度增加，致使振動(dòng)和噪聲增加,。

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　�,。�4）提高齒輪抗振能力 包括采用變位齒輪，提高輪齒嚙合剛度,；在強(qiáng)度允許的情況下盡量減小齒寬,，以減小齒向誤差的影響；適當(dāng)選取齒輪模數(shù),，即對(duì)承載小的齒輪宜取用較小的模數(shù),。對(duì)承載大的齒輪，當(dāng)輪齒彎曲的影響大于誤差的影響時(shí),，宜選用較大的模數(shù),。
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　　（5）安裝平衡塊 應(yīng)用于汽車高速及重要場(chǎng)合的齒輪可加裝平衡塊（見圖2）,，以消除振源,。

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( s; b/ {$ L7 _4 x. S, w- Y　　2.阻斷齒輪噪聲的傳播

% y1 J9 t9 N3 b1 a/ ^　　在汽車齒輪結(jié)構(gòu)上采取一些消聲措施，與提高齒輪精度相比往往會(huì)收到事半功倍的效果,。具體措施：

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( j- d+ ]- ?- V$ O3 B/ |. F　�,。�1）減小噪聲輻射面積，改變齒坯結(jié)構(gòu)形狀 齒輪輻射的聲功率與其外徑平方成正比,，因此應(yīng)盡可能減小齒輪外徑,；齒坯形狀不同，齒輪發(fā)射的噪聲也不同。圖3中三種結(jié)構(gòu)發(fā)射的噪聲依次增加,，但圖3a中齒輪厚度過薄時(shí),，發(fā)射的噪聲會(huì)迅速增加。因此,，在汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)盡可能采用較大齒寬實(shí)體
$ |4 C. q3 @3 q) z7 J（2）在輪體側(cè)面鉆消聲孔或在孔中塞入阻尼塞 如圖4所示,，在輪體側(cè)面鉆4~6個(gè)消聲孔能降低噪聲約2dB（A）（A為計(jì)權(quán)聲級(jí)噪聲單位）。在消聲孔中塞入多聚胺脂橡膠或銅-錳合金的阻尼塞,，則降低噪聲的效果更好,。

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( r5 @. y( s) f; S0 Q　　（3）在輪體上鑲裝阻尼環(huán) 如圖5所示,，阻尼環(huán)由銅-錳合金制成,，非重要場(chǎng)合也可采用HT250.加裝阻尼環(huán)后使齒輪阻尼系數(shù)增大約10倍，且阻尼環(huán)制作安裝方便,，是降低齒輪噪聲的最有效手段之一,。

& G! G5 L* x0 i- b% ~（4）利用阻尼材料 在輪體側(cè)面開槽，填入阻尼材料（見圖6a）,，或在齒輪端面噴涂阻尼材科（見圖6b）,，應(yīng)用于重要場(chǎng)合的齒輪可于輪體中安裝減振器，都能有效減小噪聲的傳播,。
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$ Z1 i" b+ S+ {　　以上齒輪傳動(dòng)中為降低噪聲而采取的常用措施都適用于汽車傳動(dòng)系統(tǒng),。另外，齒輪制造過程中的文明生產(chǎn),、避免磕碰劃傷也是降低齒輪噪聲的一個(gè)重要方面,。



5 c: y) W3 u; D% q) N　　結(jié)語



% S0 s2 R; `$ V　　降低齒輪噪聲，首先必須提高齒輪精度,。其次就是控制齒形誤差,，減小齒輪傳動(dòng)中的激振力，降低各激振力的幅值,，減小激振力的個(gè)數(shù),，控制制造誤差，保證正常的裝配質(zhì)量,。再次就是進(jìn)行齒形修整,，通過適當(dāng)?shù)凝X形修整，改變齒面的初始接觸狀態(tài),，使之達(dá)到減少齒輪嚙入嚙出沖擊,，改善齒面載荷分布，使之具有減振降噪效果的理想齒面接觸狀態(tài),，最終達(dá)到降低齒輪噪聲,、提高汽車駕駛的安全性和舒適性目的,。
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足夠詳細(xì)~~~但是缺少圖片

hfxxn

謝謝分享，有圖片的話會(huì)更直觀

Big_jok

很有道理

噴_飯_丿丶

學(xué)習(xí)了正好用上

SSSLLLBBB

高人高見,，受益匪淺,，謝謝！

百葉心靈

很好的講解,，值得學(xué)習(xí)

ladison

學(xué)習(xí)了`

zhangxue群

學(xué)習(xí)了,。

林近至遠(yuǎn)

缺少圖片