一 齿轮噪声的产生根源

    机械系统受到外界任何的激振力，系统就会因对此激振力产生响应而出现振动。硬齿面齿轮减速机为达到特别低的输出转速，可以通过两个齿轮减速机相联的方法来实现。当采用这种传动方案时，可配置电机的功率必须依赖于减速机的极限输出扭矩，而不能通过电机功率来计算减速机的输出扭矩。这个振动能量在整个系统中传播，当传播到辐射表面，这个能量就转换成压力波，经空气再传出去，即声辐射。因此，激发响应、系统内部传递及声辐射这三个步骤就是振动噪声、摩擦噪声和冲击噪声的形成过程。
    齿轮在啮合过程中所受的激振力是产生齿轮噪声的根本原因。这些激振力一方面是由齿轮本身以及齿轮制造误差、安装误差所造成的。另外，外界载荷的波动、系统(system)的共振、润滑等也会造成激振力。这些激振力有冲击性的、周期性的，也有随机性的。齿轮所受激振力的复杂性，决定了齿轮噪声的复杂性。
    二 齿轮噪声产生的原因分析
    1.齿轮参数(parameter)及影响
    
　　①模数。齿轮啮合时，轮齿的弹性变形是产生啮合脉动的主要原因。轮齿的弯曲和模数成反比，增大模数也就提高了轮齿的刚度，这样啮合时轮齿弹性变形小，降低了轮齿产生的冲击力，从而降低了噪声。
    
　　②齿数。选择齿数时，应保证齿数Z大于发生根切的最小齿数Zmin.否则，啮合齿轮齿顶与齿根会发生干涉现象，产生噪声。
    
　　③齿宽。齿宽与轮齿的弯曲变形成反比，齿宽增加，轮齿的强度加大，齿轮噪声逐渐降低。但是需要注意的是，齿宽的增加，往往会造成齿向的接触不良。所以设计时应把齿宽控制（control)在合理范围。
    
　　④螺旋角。对于斜齿轮（或人字齿轮），螺旋角尽量取整数度数，少用或不用分、秒的设计，方便制造，易保证精度，最大化减少噪声。
    
　　⑤齿形精度。据统计，齿轮（Gear）噪声80%以上来自齿形偏差。齿形误差对振动的影响不仅与误差的大小有关，而且与形状也有关。
    
　　⑥重合度。重合度越大，噪声越低。因为重合度越大，齿的弹性变形越小。当齿轮重合度在1～2之间时，噪声变化不大，若大于2，噪声可明显减少。
    
　　⑦侧隙。合理侧隙可避免产生轮齿间的干涉。侧隙过小，将导致齿间太紧，噪声急剧增大；相反，侧隙过大，又将使齿互相撞击，同样对噪声影响(influence)较大。
    
　　⑧材料品质及热处理。由于压力机的齿轮（Gear）属于重载冲击类型，齿轮应选用合适的材质，一般高速小齿轮采用硬齿面。大齿轮采用调质中软齿面，且啮合齿轮齿面硬度（Hardness)差在HS34±3左右。
    2.轴
    
　　①刚性和强度。轴要有足够的刚性和强度。刚性不够，轴易变形，产生振动及噪声。
    
　　②精度。轴的安装齿轮处对轴承(bearing)处的跳动越大，越易产生振动，噪声越大。
    3.轴承
   
　　（1）滑动轴承
    
　　①滑动副。滑动副的硬度（Hardness)差要适当，平均比压要在轴承材料品质的允许值之内。否则，易出现咬合或烧死现象，产生振动。
    
　　②间隙及润滑。行星齿轮减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。随着减速机行业的不断发展，越来越多的企业运用到了减速机。滑动轴承的间隙及润滑要合适，间隙过大产生振动，过小（或润滑不足）易出现咬合或烧死现象，也产生振动。
   
　　（2）滚动轴承轴承与轴颈及支承孔的装配、预紧力、同心度、润滑条件以及作用在轴承上负荷的大小、径向间隙等都对噪声有很大影响。而且轴承本身的制造偏差，在很大程度上决定了轴承的噪声。轴承中初始间隙的选择对控制轴承的噪声具有重要意义。过大的间隙会导致低频部分的噪声增加，而较小的径向间隙又会引起高频部分的噪声增加。
    4.机身
    
　　①刚性和强度（strength)。机身（齿轮箱）要有足够的刚性和强度，刚性不够，受力时易产生变形，影响(influence)齿轮的精度，产生振动及噪声。且要避免产生共振现象。
    
　　②精度（精确度）。齿轮啮合两轴孔的同心度及平行度出现偏差时，两个齿轮之间回转中心轴线不平行，不同轴向位置的截面的中心距不一样，所以重合度在轴向各个位置不相同。中心距近的齿廓，重合度大，先啮合；中心距远的齿廓，重合度小。两个齿轮的轮齿在接触时，一端会出现间隙，另一端接触，即一端接触现象，造成接触长度不能达到全齿，使齿轮在轴向的载荷分布不一样。在轮齿的一端将进行强力接触、摩擦，另外的部分则受力较小，这将大大降低齿轮的强度，加速齿轮强力接触端的磨损，产生噪声。对于斜齿轮来讲，会更加严重。
    5.润滑油(Lubricating oil)各运动副处有适当的润滑油，可以减少摩擦噪声。润滑油在润滑和冷却的同时，还起一定的阻尼作用，噪声随油量和黏度的增加而变小。若能在齿面上维持一定的油膜厚度，就能防止啮合齿面直接接触，可衰减（attenuation）振动能量，从而降低噪声。所以，用黏度大的油对减少噪声有利。
    三 齿轮噪声的控制（control)
    1.控制齿形误差一般情况(Condition)下，齿形误差越大出现的噪声也就越大。研究（research)表明，中凹齿形误差对振动的影响比中凸齿形误差大。对于中凹齿形，轮齿在一次啮合中受到两次冲击，噪声很大，并且齿形越凹噪声就越大。因此，将齿轮轮齿修形，使之适当呈中凸形，以达到降低噪声的目的。齿形误差一般是由滚齿机分度齿轮系统的误差或滚刀振摆造成的。因此，为了减少齿形误差，就要提高滚齿机分度系统的精度和滚刀的精度，从而提高齿轮的加工精度。有条件的话，在磨齿机上最后精磨，提高齿形精度及降低齿面表面粗糙度，有利于减少齿轮噪声。
    2.控制齿轮（Gear）修形齿轮修形包括齿形修形和齿向修形。由于齿形误差和齿距的影响，在轮齿承载产生了弹性变形后，造成齿轮啮合时瞬时顶撞和冲击。为了减少此影响，可进行齿轮修形。齿轮修形的目的是校正齿的弯曲变形、补偿齿轮误差和改善齿面润滑状态，从而降低齿轮噪声。
    3.控制啮合齿轮中心距的改变啮合齿轮实际中心距的变化将引起压力角的改变。如果啮合齿轮的中心距出现周期性变化，那么也将使压力角发生周期性变化，噪声也会周期性增大。
    对"啮合（niè hé） "中心距的分析表明，当中心距偏大时噪声影响并不明显，而中心距偏小时噪声就明显增大。在控制啮合齿轮的中心距时，对齿轮的外径、轴的变形、轴与齿轮和轴承的配合都应控制在合理状态，对机身（齿轮箱）轴孔的中心距的偏差控制在正偏差内。这样就可最大限度的消除由于啮合中心距的改变而出现的噪声。
    4.控制（control)装配质量控制轴承(bearing)座孔与轴承的配合、轴承与轴之间的
配合以及齿轮内孔与轴之间的配合间隙，最大化减少配合元件间的中心轴线的不同轴度，减少齿轮副间的轴心线偏离的距离，从而减少振动。硬齿面齿轮减速机是我国广泛运用在华东地区、华东地区、用于塔引入式起重机机械的回转机构，广泛应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、建筑、化工、纺织、印染、制药等领域。
    5.注意润滑油(Lubricating oil)对控制噪声的作用选用合适的润滑油，既起到润滑和冷却作用，又可有效最大化减少噪声。
    四 结束语
    通过(tōng guò)对压力机齿轮噪声产生的原因分析，我公司采用了上述对齿轮噪声的控制方法。实践表明，我们生产(Produce)的压力机的噪声比强制性标准JB9968-1999和JB9974-1999中规定的噪声限值低5～10dB.证明上述对齿轮噪声的控制方法是非常有效的。