一 齒輪噪聲的產生根源

    機械係統受到外界任何的激振力，係統就會因對此激振力產生響應而出現振動。硬齒麵齒輪減速機為達到特別低的輸出轉速，可以通過兩個齒輪減速機相聯的方法來實現。當采用這種傳動方案時，可配置電機的功率必須依賴於減速機的極限輸出扭矩，而不能通過電機功率來計算減速機的輸出扭矩。這個振動能量在整個係統中傳播，當傳播到輻射表麵，這個能量就轉換成壓力波，經空氣再傳出去，即聲輻射。因此，激發響應、係統內部傳遞及聲輻射這三個步驟就是振動噪聲、摩擦噪聲和衝擊噪聲的形成過程。
    齒輪在齧合過程中所受的激振力是產生齒輪噪聲的根本原因。這些激振力一方麵是由齒輪本身以及齒輪製造誤差、安裝誤差所造成的。另外，外界載荷的波動、係統(system)的共振、潤滑等也會造成激振力。這些激振力有衝擊性的、周期性的，也有隨機性的。齒輪所受激振力的複雜性，決定了齒輪噪聲的複雜性。
    二 齒輪噪聲產生的原因分析
    1.齒輪參數(parameter)及影響
    
　　①模數。齒輪齧合時，輪齒的彈性變形是產生齧合脈動的主要原因。輪齒的彎曲和模數成反比，增大模數也就提高了輪齒的剛度，這樣齧合時輪齒彈性變形小，降低了輪齒產生的衝擊力，從而降低了噪聲。
    
　　②齒數。選擇齒數時，應保證齒數Z大於發生根切的最小齒數Zmin.否則，齧合齒輪齒頂與齒根會發生幹涉現象，產生噪聲。
    
　　③齒寬。齒寬與輪齒的彎曲變形成反比，齒寬增加，輪齒的強度加大，齒輪噪聲逐漸降低。但是需要注意的是，齒寬的增加，往往會造成齒向的接觸不良。所以設計時應把齒寬控製（control)在合理範圍。
    
　　④螺旋角。對於斜齒輪（或人字齒輪），螺旋角盡量取整數度數，少用或不用分、秒的設計，方便製造，易保證精度，最大化減少噪聲。
    
　　⑤齒形精度。據統計，齒輪（Gear）噪聲80%以上來自齒形偏差。齒形誤差對振動的影響不僅與誤差的大小有關，而且與形狀也有關。
    
　　⑥重合度。重合度越大，噪聲越低。因為重合度越大，齒的彈性變形越小。當齒輪重合度在1～2之間時，噪聲變化不大，若大於2，噪聲可明顯減少。
    
　　⑦側隙。合理側隙可避免產生輪齒間的幹涉。側隙過小，將導致齒間太緊，噪聲急劇增大；相反，側隙過大，又將使齒互相撞擊，同樣對噪聲影響(influence)較大。
    
　　⑧材料品質及熱處理。由於壓力機的齒輪（Gear）屬於重載衝擊類型，齒輪應選用合適的材質，一般高速小齒輪采用硬齒麵。大齒輪采用調質中軟齒麵，且齧合齒輪齒麵硬度（Hardness)差在HS34±3左右。
    2.軸
    
　　①剛性和強度。軸要有足夠的剛性和強度。剛性不夠，軸易變形，產生振動及噪聲。
    
　　②精度。軸的安裝齒輪處對軸承(bearing)處的跳動越大，越易產生振動，噪聲越大。
    3.軸承
   
　　（1）滑動軸承
    
　　①滑動副。滑動副的硬度（Hardness)差要適當，平均比壓要在軸承材料品質的允許值之內。否則，易出現咬合或燒死現象，產生振動。
    
　　②間隙及潤滑。行星齒輪減速機一般用於低轉速大扭矩的傳動設備，把電動機普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果，大小齒輪的齒數之比，就是傳動比。隨著減速機行業的不斷發展，越來越多的企業運用到了減速機。滑動軸承的間隙及潤滑要合適，間隙過大產生振動，過小（或潤滑不足）易出現咬合或燒死現象，也產生振動。
   
　　（2）滾動軸承軸承與軸頸及支承孔的裝配、預緊力、同心度、潤滑條件以及作用在軸承上負荷的大小、徑向間隙等都對噪聲有很大影響。而且軸承本身的製造偏差，在很大程度上決定了軸承的噪聲。軸承中初始間隙的選擇對控製軸承的噪聲具有重要意義。過大的間隙會導致低頻部分的噪聲增加，而較小的徑向間隙又會引起高頻部分的噪聲增加。
    4.機身
    
　　①剛性和強度（strength)。機身（齒輪箱）要有足夠的剛性和強度，剛性不夠，受力時易產生變形，影響(influence)齒輪的精度，產生振動及噪聲。且要避免產生共振現象。
    
　　②精度（精確度）。齒輪齧合兩軸孔的同心度及平行度出現偏差時，兩個齒輪之間回轉中心軸線不平行，不同軸向位置的截麵的中心距不一樣，所以重合度在軸向各個位置不相同。中心距近的齒廓，重合度大，先齧合；中心距遠的齒廓，重合度小。兩個齒輪的輪齒在接觸時，一端會出現間隙，另一端接觸，即一端接觸現象，造成接觸長度不能達到全齒，使齒輪在軸向的載荷分布不一樣。在輪齒的一端將進行強力接觸、摩擦，另外的部分則受力較小，這將大大降低齒輪的強度，加速齒輪強力接觸端的磨損，產生噪聲。對於斜齒輪來講，會更加嚴重。
    5.潤滑油(Lubricating oil)各運動副處有適當的潤滑油，可以減少摩擦噪聲。潤滑油在潤滑和冷卻的同時，還起一定的阻尼作用，噪聲隨油量和黏度的增加而變小。若能在齒麵上維持一定的油膜厚度，就能防止齧合齒麵直接接觸，可衰減（attenuation）振動能量，從而降低噪聲。所以，用黏度大的油對減少噪聲有利。
    三 齒輪噪聲的控製（control)
    1.控製齒形誤差一般情況(Condition)下，齒形誤差越大出現的噪聲也就越大。研究（research)表明，中凹齒形誤差對振動的影響比中凸齒形誤差大。對於中凹齒形，輪齒在一次齧合中受到兩次衝擊，噪聲很大，並且齒形越凹噪聲就越大。因此，將齒輪輪齒修形，使之適當呈中凸形，以達到降低噪聲的目的。齒形誤差一般是由滾齒機分度齒輪係統的誤差或滾刀振擺造成的。因此，為了減少齒形誤差，就要提高滾齒機分度係統的精度和滾刀的精度，從而提高齒輪的加工精度。有條件的話，在磨齒機上最後精磨，提高齒形精度及降低齒麵表麵粗糙度，有利於減少齒輪噪聲。
    2.控製齒輪（Gear）修形齒輪修形包括齒形修形和齒向修形。由於齒形誤差和齒距的影響，在輪齒承載產生了彈性變形後，造成齒輪齧合時瞬時頂撞和衝擊。為了減少此影響，可進行齒輪修形。齒輪修形的目的是校正齒的彎曲變形、補償齒輪誤差和改善齒麵潤滑狀態，從而降低齒輪噪聲。
    3.控製齧合齒輪中心距的改變齧合齒輪實際中心距的變化將引起壓力角的改變。如果齧合齒輪的中心距出現周期性變化，那麽也將使壓力角發生周期性變化，噪聲也會周期性增大。
    對"齧合（niè hé） "中心距的分析表明，當中心距偏大時噪聲影響並不明顯，而中心距偏小時噪聲就明顯增大。在控製齧合齒輪的中心距時，對齒輪的外徑、軸的變形、軸與齒輪和軸承的配合都應控製在合理狀態，對機身（齒輪箱）軸孔的中心距的偏差控製在正偏差內。這樣就可最大限度的消除由於齧合中心距的改變而出現的噪聲。
    4.控製（control)裝配質量控製軸承(bearing)座孔與軸承的配合、軸承與軸之間的
配合以及齒輪內孔與軸之間的配合間隙，最大化減少配合元件間的中心軸線的不同軸度，減少齒輪副間的軸心線偏離的距離，從而減少振動。硬齒麵齒輪減速機是我國廣泛運用在華東地區、華東地區、用於塔引入式起重機機械的回轉機構，廣泛應用於冶金、礦山、起重、運輸、水泥、建築、化工、紡織、印染、製藥等領域。
    5.注意潤滑油(Lubricating oil)對控製噪聲的作用選用合適的潤滑油，既起到潤滑和冷卻作用，又可有效最大化減少噪聲。
    四 結束語
    通過(tōng guò)對壓力機齒輪噪聲產生的原因分析，我公司采用了上述對齒輪噪聲的控製方法。實踐表明，P站PROBURN破解版生產(Produce)的壓力機的噪聲比強製性標準JB9968-1999和JB9974-1999中規定的噪聲限值低5～10dB.證明上述對齒輪噪聲的控製方法是非常有效的。