论圆柱齿轮减速器噪音控制

邓奕 宋光辉

摘 要：对于减速器来说齿轮啮合是其主要噪声源，影响噪声产生的因素包括齿轮的制造精度、参数以及运行条件，通过实验数据可以发现，对于圆柱齿轮减速器来说其噪声会随中心距增加，转速升高，传动比减小而逐渐增加，减速器的运行条件包括其载荷变化，润滑剂的选择种类，传动环节产生的误差等都会从一定程度上影响最终的噪声值大小，并且圆柱齿轮减速器的制造精确度也与噪声大小有直接的联系。

关键词：圆柱齿轮;减速器;噪音;特点

近年来随着社会经济社会发展噪声污染已经成为了世界四大污染之一，人们在日常生活中长期接触噪声不利于身体健康，目前齿轮传动产生的噪声情况已经成为衡量减速器质量的重要指标。在1989年我国发布了环境噪声污染防治条例，社会各界逐渐重视噪声污染问题，针对减速器来说在传动过程中形成噪声主要是由于在运行时齿轮啮合周期性的变化，对箱体轴承产生作用力导致异常震动，形成的噪声，其次，由于减速器在加工过程中存在一定误差，各齿轮之间捏合并不是普通滚动，同时还伴随滑动摩擦，这些齿与齿轮之间的摩擦会使齿轮形成异常震动，进而产生噪声。衡量圆柱齿轮减速器质量的重要指标，即噪声值。近年来随着产品逐渐实现国际化，国家标准针对减速器噪声有明确界限，要求有效控制减速器产生的噪声。

1 减速机齿轮噪音控制办法

由于在圆柱齿轮减速器制造过程中加工设备精确度以及工作人员技术水平参差不齐，导致在齿轮加工时会存在与原设计不符合的加工误差，进而产生一定噪声，为能够提高齿轮加工精确度，有效降低齿轮产生的噪声，需要从箱体，齿轮结构设计以及齿轮在加工过程中精确度这几个角度进行分析，具体来看：降低噪声需要提高结构设计要求，由于齿轮在结构设计过程中对防噪是十分重要的，针对多级齿轮减速器来说，如果在运行过程中传动链较长则很难降低噪声，结合实际运行情况可以适当缩短传动链，减少传动部件，从而显著降低噪声，而对于转速较大的减速器来说，由于线速度大，导致各传动件碰撞频繁，因此也会产生明显的噪声。降低运行过程中各部件的线速度可以有效降低噪声，通过研究表明降低一倍线速度可降低6分贝的噪声。除此之外，也可以使用增加齿数，减小压力角或使用螺旋齿轮，增加齿轮各啮合重合度，提高阻尼比，增加支撑件刚度等多种方式来降低减速器在运行过程中的噪声值，在具体设计过程中需要遵循以下思想：可以选择大变位系数和适当螺旋角度提高齿轮的弯曲强度，进而使一对齿轮副在啮合过程中，啮合系数增加，以降低噪声，其次在齿轮制造过程中，由于受到设备工艺以及操作人员的经验水平等多种因素影响，导致无法使最终制造产品达到原设计要求，因此圆柱齿轮减速器在运行中产生的噪声也会受到影响，无论对于哪种减速器来说，其齿轮加工精度都会从一定程度上影响最终其传播噪声。减速器主要用于设备传递扭矩和转动，减速器齿轮也具有这样的作用，因此需要提高减速器齿轮的制造精确度，确保其工作实现稳定，这种操作不仅能够提高齿轮的使用寿命，同时在减速器运行过程中，传动部件对整机的冲击震动较小，产生的噪声也是比较小的，同时可确保在其他条件不变的情况下，减速器在运行中受到影响较小，确保质量和实现平稳运行，因此提高齿轮的加工精度，提高齿轮齿面接触区域面积是十分重要的。

在减速器处于运行过程中，控制其是否可实现平稳运行，，是否对整机产生噪声等是十分重要的，减速器可实现平稳运行，体现于齿轮的平稳运行，因此在减速器运行过程中需要确保齿轮和齿轮啮合瞬时转速变化的限值，要求其运行误差（即能够体现于每转一周齿轮存在的转角误差），控制其在啮合中齿轮产生撞击震动进而产生噪声，即瞬时冲击声。对于一对啮合齿轮，影响其运行稳定性的主要因素是其齿形和基节误差，同时齿轮接触精度即接触斑点质量对于噪声产生的影响也是比较大的，一般来看，在评定齿轮接触精度时，可以发现一对齿轮副在啮合时的接触斑点，如果齿轮接触不好则产生的噪声较大，造成齿轮接触不良，主要是由于存在一定的基节误差，进而影响齿长向接触，而基节偏差和齿形误差，则会从一定程度上影响齿高接触，这两种指标可通过齿轮检测仪完成检验，需要严格控制检验过程。齿轮运动精度会对噪声产生影响，综合来看，对于圆柱齿轮减速器来说其齿轮主要作用是传递转动和传递扭矩，齿轮运动精度将直接影响齿轮运行的平稳性，主要体现在传递运动的准确度即齿轮每旋转一周或者进行连续旋转时转角最大误差不能超过一定范围等方面，如果在啮合过程中齿轮周节累积误差较大，会使其在啮合过程中，齿轮相互冲击、齿轮角速度发生较大变动，导致减速器噪声增加，进而形成低频噪声，具体表现于在运行过程中减速器发出较为明显的隆隆声。

2 减速机箱体噪音控制办法

（1）控制箱体加工精度，箱体加工包含结合面和轴承孔加工，箱体孔加工精度对变速器产生噪声影响是较大的，比如轴承孔直径尺寸误差，中心距加工误差，如果加工精确度得不到保证，會使轴承外圈和孔间隙过大，轴与轴之间距离过大，进而影响噪声。（2）提高装配精度，对于减速器各部件在生产过程中装配是重要环节，装配情况对于噪声控制是十分重要的，在装配时需要注意固定好各级齿轮走向，防止端面出现摆动，确保一对齿轮副啮合侧间隙，检查好啮合的情况，确保齿轮副接触区可达到相应设计要求，在组成安装过程中不能通过不断敲击来进行操作，装配时应当防止组件出现碰撞等。减速器内部传动原件需要及时清洗，不能将杂质带入箱体中，避免在装配时这些杂质对部件的磕碰。（3）有效改善齿轮的润滑度，如果润滑不良会使轴承齿轮运行中受到磨损，进而使各齿轮之间啮合间隙增加，精度降低而形成较大噪声，结合齿轮圆周速度选择合适润滑方式和润滑油可有效降低噪声产生，结合不同减速器类型可选择适当的润滑方式，对于大部分减速器使用油池润滑方式，而对于线速度为2米每秒圆周速度的减速器，则使用油池润滑结合自由冷却方式，在润滑过程中不能使用较多润滑油，且减速器有齿轮机按0.4升润滑油进行计算，在运行过程中要求减速器温度不能高于90摄氏度，这种情况下无法采用油池润滑的方式降低噪声，可采用循环润滑油的方式或者增加风扇等冷却。

小结

在本研究中主要针对减速器在运行中产生的噪声进行分析，并能够从装配和制造精度这两个角度深入阐述，由于减速器在运行中其噪声无法避免，因此可以采取有效措施使噪声尽可能降低。

参考文献

[1]吴桂玲，金福占.二级斜齿圆柱齿轮减速器虚拟仿真与可靠性分析[J].中国设备工程， 2018（11）.

[2]戈立江.圆柱齿轮减速器参数化设计[J].山东工业技术， 2018（15）.