齿轮减速机传动的降噪措施

1、齿轮减速机齿轮的类型选择与材料：直齿轮的主要缺点在于它们会产生振动，不论是由于设计，制造或形变等方面的原因。在同一时刻沿整个齿面上可能发生渐开线外形的一些变化，这将导致每齿一次的有规律的激励，由此产生的振动既在齿轮上产生冲击载荷，又引起噪声。而斜齿轮的啮合点是在渐开线齿廓的不同位置，从而产生了一个补偿齿轮误差的作用。因此斜齿轮的噪声要比直齿轮低，有时可低大约12dB。

齿轮材料也是一个影响噪声的因素，一般来说，用低弹性模量的材料制造齿轮，可使噪声降低。塑料的弹性模量较小，约为3.0N/mm3，约为钢的1.5%.在齿宽不变的情况下，塑料齿轮可以减小啮合刚度70倍，模压加工与切削加工的塑料齿轮都是很精确的。即使取其误差为钢齿轮的2.5倍，其噪声仍可降低30dB.并且塑料齿轮比同样的钢齿轮价廉，所以对轻载齿轮传动来说，它是很经济的。家用设备常在高速电动机（20000转/min）轴上使用塑料齿轮，在低速输出轴上使用钢齿轮。使用衰减性能好的材料制造齿轮也可使噪声降低，铸铁的衰减性能比钢的好6-10倍，而运转时，铸铁齿轮的噪声要比同条件下的钢齿轮低3dB左右。但是衰减性能好的材料其强度均不高，因而使用复合齿轮这种形式可以解决这个问题，例如，若齿圈用钢质材料，幅板用铸铁材料，经热压制成复合齿轮，其噪声接近于全铸铁齿轮。它的优点在于：既有良好的齿强度，又有良好的衰减性能，同时由于齿圈与幅板分离，其界面间的摩擦阻尼可减小动态啮合激励的传递，因而也可起到降低噪声的作用。

2、齿顶修缘，减少基节误差若齿轮设计的重合度大于1，啮合将出现下列情况（见1）：

从1可知，第一对齿和第二对齿同时啮合，接触B1，D两点，随着主动轮顺时针方向旋转，该两对齿的接触点将移到C，B2两点，继续旋转，第一对齿脱离，只有第二对齿继续沿着N1N2啮合运动，而当第二对齿的啮合运动到达C点时，第三对齿才进人B1点开始接触。因此DC段为单齿啮合区，B1D，CB2为双齿啮合区。

从理论上讲，若从动轮不修缘，主动轮在C点以上可以修缘（注：所谓C点以上是指从齿轮齿根向齿顶的方向）；或者主动轮不修缘，从动轮在D点以上修缘，都不会影响啮合。由此可知，重合度大，DB2，B1C段大，DC段短，其修缘长度要长些；反之应短些。

上面所说的C，D点以上可以修缘，只是针对理论上一对齿接触情况而言，但实际上，由于各种因素的影响，修缘长度应大大减少，否则将会降低设计的重合度系数，使齿轮不能正常传动。

修缘的作用在于：其一，可以改变原来一对齿轮在基节上的相对误差。其二，避免了从动轮齿顶尖与主动轮齿根的刮擦，从而实现了降噪。

3、选择合理的重合度系数，提高齿轮载荷的均匀性

据机械原理可知，齿轮的重合度系数计算公式为：

Z1（tanaa1-tana'）+Z2（tanaa2-tana'）/2式中：Z1，Z2分别为两齿轮的齿数；aa1，aa2分别为两齿轮的齿顶圆压力角；a′为两齿轮的啮合角。

首先，增大重合度可以减小单对齿的负载，使齿轮传动的连续性提高，从而可以减小啮入与啮出时的负载冲击，其次，随着啮合齿数的增加，单对轮齿的传动误差被均化，从而减小了轮齿的动态激励。这些特点都可以起到降低齿轮传动噪声的作用。人们经过多年实践，获得了重合度系数与许用值，作为检查和确定齿数的依据。

4、齿宽与螺旋角对噪声的影响

如2所示：在齿轮参数相同的情况下，齿宽为50mm的齿轮比齿宽为10mm的齿轮其噪声的衰减性能约好5倍。

在设计时，能够采用大螺旋角来减小齿轮的传动误差，这是因为大螺旋角增加了齿宽内的轴向齿距个数。给出了更好的平均效果，因而减小了传动误差。齿宽和螺旋角大一些，可以产生沿着齿向螺旋线的一个平均效果，从而达到不管负载多大传动误差以及周节差不超过5、起到降噪的目的。实际上，对于斜齿轮来说增大螺旋角就相当于增大了重合度，从而可以降低齿轮的噪声。但是螺旋角增大，会使得轴向力增大，并且加工和安装难度也会增大，影响实际的重合度。