变速箱齿轮噪音的浅析；自1894年一个法国工程师给当时的汽车装上世界第；汽车变速箱从最早的MT手动档，演变为目前较多汽车；为了提高变速箱的质量，降低变速箱的噪声，在齿轮加；一、齿轮传动噪声的影响因素；首先我们分析一下产生噪音的原因；也就是说，当一对齿轮进入啮合时，其啮合点速度的瞬；传动噪声的影响因素主要为齿轮的加工误差和安装误差；a.齿形误差是齿轮精度标准中
变速箱齿轮噪音的浅析
自1894年一个法国工程师给当时的汽车装上世界第一个变速箱以来，汽车变速箱的发展已经走过了一百年的历程。变速箱，英文叫做Transmission，位处离合器和传动轴之间，可以将发动机的动力和转速输出进行调节后，再传给驱动轮，起到调配作用。变速箱是汽车动力系统中重要性仅次于发动机的部件，直接涉及操控乐趣和驾乘舒适性。因此，变速箱的质量直接影响汽车的质量。
汽车变速箱从最早的MT手动档，演变为目前较多汽车上配置的自动档、手自动一体档。但不论手动档还是自动档的变速箱，都有一个共同的故障模式―噪声。而变速箱产生噪声的因素又是很多，这里我只讨论其中的一个因素―-齿轮 。
为了提高变速箱的质量，降低变速箱的噪声，在齿轮加工过程中，除测量齿轮的的齿形、齿向、径跳等参数外，还会对齿轮的噪音进行检测或者配对使用，这在高端变速箱生产中是比较常见的。
一、齿轮传动噪声的影响因素
首先我们分析一下产生噪音的原因。齿轮噪声更准确地应称为齿轮传动噪声，其声源为齿轮啮合传动中的相互撞击。齿轮传动中的撞击主要齿轮传动误差和安装误差引起。
1) 齿轮啮合的周期性变化对传动噪声的影响
也就是说，当一对齿轮进入啮合时，其啮合点速度的瞬时差异造成在被动齿轮齿顶处产生撞击，发出撞击声音。在不同载荷下齿轮传动产生的噪声程度也是不同的。 2) 齿轮加工误差和安装误差对传动噪声的影响
传动噪声的影响因素主要为齿轮的加工误差和安装误差。加工误差包括齿形误差、齿向误差、齿距误差、齿圈跳动等。安装误差主要包括齿轮安装后在变速器内轴线的平行度、 中心距、和齿轮副的侧隙等。 a.齿形误差是齿轮精度标准中影响齿轮传动振动噪音的主要误差项目，它破坏了齿轮传动的平稳性，使齿轮在啮合过程中产生瞬时传动比的突变，即产生角加速度，引起附加动载荷的变化，从而产生高频冲击而发出噪音。 b. 齿距误差是由于设备、刀具、齿坯加工时安装定位等多种原因造成的，是不可完全避免的误差，它的存在会造成变速器噪音周期性反复。
c. 齿轮安装轴线不平行、中心距误差、齿向误差以及齿轮副侧隙过大等，都会造成齿轮副不正确啮合，产生撞击声。 这里我主要想分析一下齿轮的加工误差对噪声的影响。如何解决这个的问题呢？在解决问题之前，我们先以渐开线圆柱齿轮为例，了解一下齿轮的加工工艺。以便从中找出齿轮加工误差的解决办法。 二、圆柱齿轮加工工艺 1. 轮齿的加工方法：现在大部分变速箱使用的齿轮为渐开线圆柱齿轮，渐开线圆柱齿轮的加工主要有两种法式：展成法和仿形法。 1.1 仿形法是利用与齿形曲线相同的成形铣刀来加工齿形。其加工特点是：加工速度慢、需要专用刀具、加工精度低、不适宜大批量生产。
1.2展成法也称范成法是利用刀具和工件相对运动来切削齿形的方法。其加工特点：加工速度快、符合一定条件时刀具可以通用、加工精度高、适宜大批量生产。刀具主要有滚齿刀、剃齿刀和插齿刀。
2、圆柱齿轮的加工工艺 2.1齿轮加工工艺过程
从上面的工艺过程可以看出滚齿是制齿的粗加工、剃齿是制齿的精加工过程，这两个过程加工质量决定着齿轮的最终质量情况。 因此以上两个过程是我要重点分析的。 2.2滚齿过程中，影响齿轮质量的因素 a、如图3所示，在滚齿机上安装齿坯时，齿坯回转中心O1O1与机床心轴回转中心OO有安装偏心ej,，在滚齿时，假定滚齿刀到机床回转中心O距离不变，这样切出的齿轮会有一个几何偏心ej,如图5所示。产生几何偏心的齿轮齿圈上各个齿形的形状和位置相对于加工中心O是没有误差的，但相对于几何中心O1是有误差的，齿高是变化的。这样的偏心最大量是2ej。这样的齿轮齿面位置相对回转中心在径向的变化量是以一转为周期的变化，会引起传动比的周期变化，影响传动的准确性。此种偏心称为几何偏心。产生这种偏心的齿轮会产生径向跳动误差。
b、还有另外一种情况如图3所示，当滚齿机分度涡轮轴线O2O2与机床心轴回转中心OO有 运动偏心ey时，会使齿轮产生切向的运动误差如图5，齿圈分度圆上尺形的形状和位置相对于中心O是变化的，齿距由小变大，再变小，以一圈为周期变化。此种偏心称为运动偏心。运动偏心的齿轮会产生齿距误差。造成公法线变动量超差。 c、由于滚齿刀制造质量、刃磨质量、安装调整问题；滚齿机自身精度、涡轮制造质量、安装质量等原因同样会使加工出的齿轮存在齿形误差、齿向误差、齿距误差。 2.3、剃齿对齿轮质量的影响 剃齿是根据一对轴线交叉的斜齿轮啮合时，沿齿向有相对滑动而建立的一种加工方法。剃齿时剃齿刀和齿轮是无侧隙双面啮合，剃齿刀刀齿的两侧面都能进行切削。当工件旋向不同或剃齿刀正反转时，刀齿两侧切削刃的切削速度是不同的。为了使齿轮的两侧都能获得较 好的剃削质量，剃齿刀在剃齿过程中应交替的进行正反转动。图6是剃齿的图。 剃齿是一种利用剃齿刀与被剃齿轮做自由啮合进行展成加工的方法。剃齿刀与齿轮间没有强制性的啮合运动，所以对齿轮的齿距误差修正较小，但对齿形、齿向、齿面粗糙度等会有明显的提升。 剃齿是对滚齿后的齿形做进一步的修整，我们所需要的齿形形状都是由剃齿来完成的。为了降低噪音，现在大多数齿轮都有修形的要求，齿向修形、齿顶修形等。这就使得剃齿成为比较重要的加工工序。一般滚齿后会给剃齿留0.15左右的加工余量，余量太大或太小都会影响剃齿质量。
剃齿刀是不得不说的一个关键因素，剃齿刀的刃磨质量和制造质量决定着齿轮的质量。 另外因为剃齿是非强制切削，所以对因滚齿造成的误差剃齿是无法修复的，尤其是公法线变动量超差更难以修复，而且，剃齿还会把滚齿造成的齿圈径跳误差转换成公法线误差。因此，要求滚齿时必须保证齿轮的公法线精度。
三、影响齿轮噪音原因控制 既然影响齿轮噪音的主要参数的加工形成方式清楚了，那么我们也就找到了解决的办法。 1、 齿顶修缘 前面已经说过产生齿轮的噪声的一个因素就是齿轮啮合撞击产生的噪音。对齿廓修缘是改善齿轮动态性能和降低振动噪声的主要措施。如图7所示. 对进行齿顶修缘可以减小啮入冲击，从而减小因冲击造成的噪音。齿轮修缘是指在齿轮齿顶用一段曲线代替标准渐开线。修缘曲线一般都选取压力角大于20度的渐开线，这样加工起来会比较容易。现在设计师在设计齿轮时大都已经采取了齿顶修缘的方式。这样就为降低齿轮的噪声提供了最基本的保障。当然，齿顶修缘在加工时对刀具的要求很严格，因为当修缘曲线与齿面曲线相交处过渡不正确，反而会造成啮合噪音的加大。 2、齿向修形---鼓形齿 减少啮合冲击，降低噪音的另一种方式就是进行齿向修形即采用鼓形齿。齿向修形是对齿轮渐开线轮廓的一种修正 如图8。
在正确啮合的一对齿轮副中，齿宽方向应该是均匀受载图9（a）所示，这样才能提高齿轮的承载能力和减小啮合噪音。但实际啮合中因为齿轮存在制造误差及安装中箱体孔的位置误差、轮齿受载后的弹性变形等多种因素的影响，实际啮合情况如图9 （b）所示。这样的啮合不但会造成很大的冲击力从而产生啮合噪音，而且后造成轮齿的偏载。为了避免这种情况发生，对齿向进行鼓形修形，就会 使接触更加平顺如图9 （c），降低了啮合冲击和噪音，改善了偏载的情况。 3、齿形误差控制 3.1、齿形误差分为形状误差和角度误差两种。其中形状误差中的中凹齿形 、波形齿形和角度误差中的负压力角偏差（齿廓线在齿顶处升高，压力角减小）即齿廓斜率偏差为正时，对噪音影响最大的 。这是因为两个齿轮啮合时齿面逐渐进入啮合接触，因为齿形误差的存在使得啮合过程中两齿面接触不良，造成轮齿瞬时速度不一致，产生冲击形成啮合噪音。
3.2、要减小齿形误差主要从以下几方面入手: a、滚齿质量控制
因剃齿的特点决定了剃齿对滚齿精度的修复能力是有限的，因此必须控制好剃前的齿轮精度。主要控制滚齿刀质量和刃磨质量和剃齿余量。在滚齿加工过程中，滚齿刀齿形精度、滚齿刀的安装角度、滚齿刀安装后的径向跳动和轴向串动量都是影响齿形超差的原因。在加工调整时要根据滚齿刀和齿轮的旋向正确调整滚齿刀安装角度，检查滚到主轴和机床主轴的精度，是指在0.01mm之内，以保证滚齿刀的安装精度。
下面以森雅车变速箱中间轴D齿齿轮加工中出现的问题为例做个简单的解释 下图是D齿滚齿的齿形图，从图中可见，齿面有明显的波纹产生，齿形的形状误差最大达到14.5μm(左侧数第二条),这样的齿形在剃齿后会产生凹心如图所示，啮合时产生噪音。
缺一张凹心厉害的齿形图 滚齿产生这种情况的原因有以下几方面： 1）、滚刀磨损，因没有及时更换滚齿刀造成滚齿刀刀刃钝，加工时对齿面有撕裂。 2）滚齿刀安装后，滚齿刀主轴轴向串动大，这是应该调整主轴两侧的轴承和止推垫片，检测刀杆两端（近端和远端）的跳动值，根据所加工齿轮的精度等级，7级齿轮最大不能超过0.005和0.008mm,8级齿轮最大不能超过0.008mm和0.01mm以保证滚齿刀的调整精度。
3）滚齿刀安装后，滚刀轴台径跳根据所加工齿轮的精度等级，7级齿轮最大不能超过0.015mm 。8级齿轮最大不能超过0.02mm.（径向跳动需要调整到多少？怎样检测？） 4）滚齿刀的刃磨质量不好，容屑槽的齿距累积误差大。这在滚齿刀刃磨后就需要对滚齿刀进行详细的检测，不合格的刀具不能生产。 以上故障排除后，滚齿的齿形如下图所示：齿形误差有明显的好转。剃齿后的齿形如图所示。
一般为了保证齿形误差，滚齿给剃齿的余量是不均匀的，这样有利于延长剃齿刀的寿命，并加大生产效率。余量一般是齿顶、齿根少一些，齿的中部多一些。如图所示。为了保证剃齿的质量，除了要保证滚齿的齿形外，加工余量也不可过大或过小，两者都不利于剃齿对齿形的修复。
b、剃齿质量控制
现在齿轮加工行业中，剃齿大都选用径向剃齿法。径向剃齿法在剃齿过程中，剃齿刀只作径向进给，所以，又称切入进给剃齿法，简称切入法。这是一种加工效率高、剃齿精度高、刀具寿命长并且也能适用于多联齿轮的剃齿，因此被广泛应用。在剃齿过程中同样会产生齿形误差：如图所示
这个误差离不开剃齿刀的因素。剃齿刀在刃磨时齿形不正确，剃前齿轮的剃齿余量太多；剃前齿轮的余量分布形式不好，在齿根和齿顶处的余量太多；在剃前齿轮余量太多的情况下，采用较大的径向进给量，使齿形产生畸变；等等，都会产生较大的齿形误差。或者齿形很乱。新的或刃磨过的剃齿刀要检验器齿形是否为加工需要的齿形； 前序提供的滚齿件加工留量及留量分布要符合加工要求；以上措施调整完成后，剃齿齿形如下图所示。
4、齿向误差 齿向误差也也就是螺旋线误差，主要反映在螺旋角误差上。它所反映的是齿轮加工时的轴向误差，主要影响齿轮的接触精度和载荷分布。对变速箱的噪音有一定的影响。这在本文开头已经有所介绍。那么，如何避免产生齿向误差呢? 4.1齿向误差的主要原因是机床、刀架的垂直进给方向与零件轴线有偏移，零件装夹定位面与装夹心轴不垂直，或上尾座顶尖中心与工作台回转中心不一致，还有滚切斜齿轮时，差动挂轮计算误差大，差动传动链齿轮制造和调整误差太大。再就是滚齿误差太大，剃齿没有修正过来。夹具和齿坯制造、安装、调整精度低也会引起齿向误差。 4.2解决方案
1）、保证机床立柱精度以及上下顶尖的同轴度 2）、齿坯定位孔与定位面的加工精度，保证孔与端面的垂直度，以及内孔尺寸精度。 3）、滚齿心轴采用可涨芯轴，这样齿坯安装后才能没有间隙，不但能保证齿向精度，还能保证齿距精度 4）、滚齿机床分度涡轮副的啮合间隙要适当 5）剃齿时的轴交角调整不正确， 下图为调整后滚齿齿向
5 齿距误差 齿轮啮合过程中，齿距累积误差每周出现两次或更多，使齿轮产生摆动。相互啮合轮齿所产生的摆动增强或减弱而产生不同程度的噪声。如图所示
产生这种情况的主要原因是加工过程中的运动偏心。即前面提到的分度涡轮安装偏心。滚齿机工作台回转轴线晃动对齿轮大周期误差造成很大影响，而且此轴线晃动的低频成分对周节累积误差造成影响尤甚。在齿轮加工、检验中，一定要注意检测和控制工作台轴线晃动精度。这样就有利于控制齿距误差。另外，滚齿刀、剃齿刀的周节累积超差、或滚齿件周节超差剃齿时是无法修复的。或者剃齿时进给量大，剃齿速度快，都能产生齿距误差。所以，控制齿距误差要从齿坯开始，包括滚齿、剃齿的各个环节都不能放过。 装配质量对变速箱噪音控制有直接的影响，在实际生产中也常常会遇到这样的例子：拆箱检查后没有发现什么问题，重新装配后整箱的噪音就降低了许多。因此在装配过程中应该注意一下几点 1）、各级齿轮传动正常，啮合间隙合理，齿面啮合良好，定位零件固定好 2）、安装轴承时要避免施加不当的敲击，避免轴承安装不到位，在轴承运输、装配过程中避免磕碰，轴承装配后转动自如。 3）、注意控制壳体轴承孔不能有磕碰 。 影响齿轮噪音的因素还有很多，壳体轴承孔同轴度、平行度，轴承孔之间的距离等；轴承的振动噪声 、轴承内外圈的同轴度；齿轮是否重心偏载，发动机与变速箱的匹配参数是否合理等等一系列的因素都能影响变速箱的噪音。在实际生产中具体分析产生的原因才能有针对性的解决齿轮噪音的问题。
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传统衡量齿轮传动性能的两个主要因素是：负载能力和疲劳寿命，往往将传动噪音与传动精度忽略掉。随着ISO14000、ISO18000两项标准的相继颁布，控制齿轮传动噪音这一因素的重要性日趋明显，工业发展与需求对高精密设备的传动误差的要求也越来越严格（齿轮传动侧隙）。目前已知的齿轮噪音形成因素，大致可从设计、制造、安装、使用维护等几个方面分析。
设计原因及对策
1. 齿轮精度等级
齿轮传动系统设计时，设计者往往从经济因素考虑，尽可能比较经济的确定齿轮精度等级，殊不知精度等级是齿轮产生噪声等级与侧隙的标记。美国齿轮制造协会曾通过大量的齿轮研究，确定高精度等级齿轮比低精度等级齿轮产生的噪声要小的多。因此，在条件允许的情况下，应尽可能提高齿轮的精度等级，来减小齿轮噪声，减少传动误差。
2. 齿轮宽度
在齿轮传动系统允许时，增加齿宽，可以减少恒定扭矩下的单位负荷。降低轮齿挠曲，减少噪声激励，从而降低传动噪声。德国H奥帕兹的研究表明，扭矩恒定时，小齿宽比大齿宽噪声曲线梯度高。同时增长齿宽能加大齿轮的承载能力。
3. 齿距和压力角
小齿距能保证有较多的轮齿同时接触，齿轮重叠增多，减少单个齿轮挠曲，降低传动噪声，提高传动精度。较小的压力角由于齿轮接触角和横向重叠比都比较大，因此运转噪声小、精度高。
4. 运转速度
根据德国H奥帕兹的试验研究表明，随着齿轮运转速度增加，噪声等级升高。
5. 齿轮箱结构
试验研究表明，采用圆筒形箱体对减震有利，在其他条件相同的情况下，普通结构齿轮箱体的噪声级比圆筒形箱体噪声级平均高6dB。对齿轮箱体进行共振测试，找出共振位置，增加适当的筋条（板），可以明显地减少振动，降低噪声。多级齿轮传动时要求瞬时传动比的变化尽量小，已保证传动平稳，冲击及振动小，噪声低。
6. 齿轮声辐射特征分析
在选择用不同结构形式的齿轮时，对其特定结构建立声辐射模型，进行动力学分析，对齿轮传动系统噪声进行预先评估。以便根据使用者的不同要求（使用场所，是否无人操作，是否在城区内，地上、地下建筑物有无特定要求，是否有噪声防护，或无其他特定要求）去满足。
制造原因及对策
1. 误差影响
制造过程齿形误差、齿距误差、齿向误差是导致传动噪声的主要误差。也是齿轮传动精度难以保证的一个问题点。
齿形误差小、齿面粗糙度小的齿轮，在相同试验条件下，其噪声比普通齿轮要小10dB。齿距误差小的齿轮，在相同试验条件下，其噪声级比普通齿轮要小6～12dB。但如果有齿距误差存在，负载对齿轮噪声的影响将会减少。
齿向误差将导致传动功率不是全齿宽传递，接触区转向齿的这端面或那个端面，因局部受力增大轮齿挠曲，导致噪声级提高。但在高负载时，齿变形可以部分弥补齿向误差。
齿轮噪声的产生与传动精度有很直接的关系。
2. 装配同心度和动平衡
装配不同心将导致轴系运转的不平衡，且由于齿论啮合半边松半边紧，共同导致噪声加剧。高精度齿轮传动装配时的不平衡将严重影响传动系统精度。
3. 齿面硬度
随着齿轮硬齿面技术的发展，其承载能力大、体积小、重量轻、传动精度高等特点使其应用领域日趋广泛。但为获得硬齿面采用的渗碳淬硬使齿轮产生变形，导致齿轮传动噪声增大，寿命缩短。为减少噪声，需对齿面进行精加工。目前除采用传统的磨齿方法外，又发展出一种硬齿面刮削方法，通过修正齿顶和齿根，或把主被动轮的齿形都调小，来减少齿轮啮入与啮出冲击，从而减少齿轮传动噪音。
4. 系统指标检定
在装配前零部件的加工精度及对零部件的选配方法（完全互换，分组选配，单件选配等），将会影响到系统装配后的精度等级，其噪声等级也在影响范围之内，因此，装配后对系统各项指标进行检定（或标定），对控制系统噪声是很关键的。
安装原因及对策
1. 减振和阻断措施
对齿轮传动系统在安装时应尽量避免机身与基础支撑及连接件之间发生共振，产生噪声。齿轮传动系统常常会发生一只或几只齿轮在某些速度范围内产生共振，除设计原因外，与安装时未经空试揪出共振位置。并采取相应减振或阻断措施有直接关系。某些要求低传动噪声和振动的齿轮传动系统（如检测仪器），应选用高韧性，高阻尼的基础材料（如冶金设计研究院研制的环氧树脂砂浆基础材料）来减少噪声和振动的发生。
2. 几何精度调整
由于安装时几何精度未达到标准规定的要求，导致传动系统发生共振，从而产生噪声，这就应该在改善安装工艺，增加工装，保证装配人员的整体素质有直接关系。
3. 零部件松动
在安装时由于个别零部件的松动（如轴承预紧机构，轴系定位机构，拨叉限位机构等），导致系统定位不准，非正常位置啮合，轴系移动，产生振动和噪声。这一系列需从设计结构出发，尽量保证各机构的联接稳定，采用多种联接方式。
4. 传动部件损坏
在安装时由于不当操作损伤传动部件，导致系统运动不准确或运动失稳；高速运动部件由于受损导致油膜振动；人为造成运动件动不平衡；都产生振动和噪声。这些原因在安装过程中都是必须注意和尽量避免的。对无法修复的损伤零部件，必须予以更换，以保证系统获得稳定的噪声等级。
使用维护原因及对策
对齿轮传动系统正确的使用维护虽不能降低系统噪声等级，保证传递精度，但却能防止其指标劣化，增大使用寿命。
1. 传动系统内部清洁
传动系统内部的清洁是保证齿轮正常运转的基本条件，任何杂质污物的进入都将影响并损伤齿轮传动系统，最终导致噪声的产生，损坏传动系统。
2. 系统正常工作的工作温度
保证传动系统正常的工作温度，防止系统因过大的温升产生变形，导致非正常啮合，可以防止噪声的增大。
3. 及时的润滑和正确使用油品
不认真的润滑和错误的使用润滑油脂都将对系统产生不可估量的损害。保证系统得到及时正确的润滑，可使系统保持在一定的噪声等级范围内，延缓劣化趋势。高速运转的齿轮，齿面摩擦会产生大量的热能，润滑不当，将会导致轮齿的损伤，影响精度，噪声亦会增大。设计时要求齿轮副有适当的间隙（啮合轮齿的非工作面间的间隙，以补偿热变形与贮存润滑油脂）。对润滑油脂的正确使用和选择，可保证系统安全有效运行，稳定噪声等级。
4. 对齿轮运动系统的正确使用
按照系统正常操作顺序使用它，可以最大限度地避免系统的损伤及损坏，保证稳定的噪声等级。在系统的正常负载范围使用系统，因为齿轮传动系统传动噪声随负载的增加而增大。
5. 定期维护与保养
定期的维护保养（换油，更换已磨损零部件，紧固件松动部件，清除系统内部杂物，调整各部间隙至标准规定值，检定各项几何精度等。）可以提高系统抵抗噪声等级劣化能力，维持系统状态稳定。
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浅谈如何降低齿轮传动噪音
　　摘要：齿轮箱在电机中应用广泛，既可以改变传动方向和速度，也可以起到离合与分配动力的作用，是机械传动中最重要的部件之一。齿轮啮合时是否产生噪音是衡量齿轮传动性能的重要因素，文章分析了齿轮传动噪音产生的原因，并提出了降低齿轮传动噪音的相应对策。中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-3198360.htm　　关键词：齿轮传动噪音；啮合系数；加工精度；齿轮设计；模数设计　　中图分类号：TH132 　　　　文献标识码：A 　　　　文章编号：（3-02　　齿轮传动的工作原理是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动，具有传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大等优点，是机械领域广泛应用的传动方式。齿轮传动的主要缺点之一是噪音问题，因而降低齿轮传动噪声是进一步提升齿轮品质的重要研究方向。本文分析了齿轮传动噪音产生的原因，并提出了相应对策。　　1　齿轮传动噪音发生的原因　　1.1　内因　　这里的内因主要是指齿轮的设计参数带来的噪音问题，主要有齿数比、模数、齿宽、螺旋角、压力角、啮合系数、及加工质量等。　　1.1.1　齿数比　　齿数比是齿轮传动时相啮合的大齿轮齿数与小齿轮齿数之比，齿数比的设计依据齿轮的载荷性质和齿面硬度而定，如设计不当则会增大噪音。　　1.1.2　模数　　齿轮的承载如果不是很大，在强度允许的条件下尽量选择较小的模数。而动力传动齿轮，为避免其齿根出现弯曲变形应选择选大模数，以降低噪音。　　1.1.3　齿宽　　一般来说，齿宽越大噪音越小，但齿宽应限制在一定范围内以免造成接触不良，在加大齿轮外径时应选择较小直径。　　1.1.4　螺旋角　　在保证齿轮表面光洁的前提下，随着螺旋角的增加，振动与噪声均会减小。　　1.1.5　压力角　　相同条件下，压力角越大其重合度越小，齿轮传动过程中冲击间隙越大，因而噪音越大。　　1.1.6　啮合系数　　齿轮啮合时会产生啮合冲击而发生与齿轮啮合频率相对应的噪声，因而啮合系数越大，噪音越小。　　1.1.7　加工精度　　加工的精确程度直接关系到噪音的产生情况，如果存在误差会引起啮合冲击产生杂音，或者是边缘磨损容易产生哨声。　　1.2　外因　　除了齿轮本身的问题，产生噪音的重要因素还有轴系的弯曲与扭转，轴承、轴承座及齿轮箱等。　　1.2.1　轴系　　齿轮通过键、销、螺钉等零件安装在轴上，这需要高精度的轴与之相配合，否则再好的齿轮也会因轴的弯曲、挠动、扭转而增加振动与噪声。滚动轴承本身就是一个振动源。就轴承本身而言，内外滚道特别是滚动体的圆度是影响噪声的最重要因素。　　1.2.2　轴承与轴承座　　轴承是影响轴系精度、振动与噪声的重要元件，在震动过程中，轴承和轴承座会有冲击，轴承座受到脉动循环变应力，不仅产生噪音，对轴承和轴承座损伤也很大。　　1.2.3　齿轮箱箱体质量及装配质量对噪声的影响　　箱体上箱壁与其罩、盖是机床振动部分与空气接触面积最大的振动体，是噪声的主要辐射体，它们的振动越大，噪声也越大。箱体刚性好，振动速度低，传声就小。　　除以上分析，在机床的液压、气动装置中,一般都存在噪声问题，这是因为流体以一定的压力和速度流经缝隙时，造成能量损失，这部分能量以振动与噪声的形式消耗掉。　　2　降低齿轮传动噪音的对策　　2.1　齿轮原材料的选择　　提高齿轮品质是减少噪音的重要方法，高品质离不开好的原材料。制造齿轮的材料主要有钢材和非金属材料两种。如果对齿轮要求不高，为了降低噪声，则建议使用非金属材料。制造齿轮的材料衰减性能要优良，但衰减性能优良的原材料一般有强度较低的缺点，因此一定要特别注意齿轮的使用环境，例如轻工机械就可以选用酚醛树脂等材料。而重工机械宜选用40Cr和45钢制造齿轮，也可采用高分子材料及粉末冶金材料代替钢材，以增加阻尼及吸振作用。此外，在一对啮合齿轮中，小齿轮可以可以采用非金属材料，大齿轮仍采用金属材料，以降低齿轮传动噪音。另外要重视原材料的检验工作，主要包括化学成分检验、晶粒度测定和纯洁度评定，对于原材料的把关要严格。　　2.2　模数和齿数的设计　　2.2.1　模数的设计　　如果齿轮传动的载荷较大，为了避免因轮齿变形导致噪音增大，可以选择增大模数以减小轮齿的动态激励。而在载荷较小的情况下，随着模数的增大，轮齿的误差也会增大，从而会增大噪音。因此需要比较齿距误差与轮齿变形的程度，从齿轮加工误差的角度来衡量模数大小对噪声的影响。假设齿距误差为△P，△P=C1+C2M+C3，齿形误差△F= C4M+C5，其中，M是模数，C1、C2、C3、C4、C5为有关常数。结论是在荷载较小时，在保证齿轮强度的前提下，尽可能取小的模数。　　2.2.2　齿数的设计　　模数不变的情况下，如改变齿数，改变齿轮的直径和表面积也发生了改变。假设声功率是W，则W=0.06pW2R2/ΠC3（6+0.85RP）2×F2，其中，F是按正弦规律变化的激振力的有效值，R是圆板直径，P是空气密度，C是常数。结论：圆板直径增大，噪声将增大，因此在齿轮设计中，应尽可能减小齿轮的直径。　　2.3　提高加工精度　　2.3.1　保证齿轮的精度　　按照相关标准规定，齿轮线速度需高于20m/s，精度要达到GB～8级，齿轮，齿距极限偏差、齿圈径向跳动公差、齿向公差要达到7级精度，而且需要达到稳定。　　2.3.2　控制齿坯的精度　　齿轮孔的尺寸的精度要求在孔的偏差值的中间差左右分布，定在±0.003～±0.005mm；如果超差而又在孔的设计要求范围内，必须分类，分别转入切齿工序。齿坯的端面跳动及径向跳动为6级，定在0.01～0.02mm。　　2.4　防止热处理变形　　齿坯在粗加工后成精锻件需要进行正火或调质处理，以达到如下目的：（1）消除残余应力；（2）软化钢件以便进行切削加工；（3）细化晶粒，改善组织以提高钢的机械性能。应注意的是，在正火或调质处理中，一定要保持炉膛温度均匀，以及采用工位器具，使工件均匀地加热及冷却，严禁堆放在一起。需钻孔减轻重量的齿轮，应将钻孔序安排在热处理后进行。齿轮的最终热处理采用使零件变形较小的齿面高频淬火；高频淬火后得到的齿面具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限，而心部仍保持足够的塑性和韧性。为减少变形，齿面高频淬火应采用较低的淬火温度和较短的加热时间、均匀加热、缓慢冷却。　　2.5　使用超级润滑剂　　为降低金属间接触，降低噪音，还可以使用超级润滑剂，它是一种特殊惰性材料，主要作用是降低金属间直接摩擦。它的作用机理是在外螺纹和内螺纹间形成一个接触面，保护接头免受摩擦和磨损影响，它可以承受1407kg/cm2的压力。超级润滑剂也是一种极好的齿轮箱添加剂，可以在内部件上形成以一层薄膜，从而降低摩擦，齿轮噪音以及泄露。它还具有降低力矩应力，满足动力减压需求的功能。　　3　结语　　上文论述了齿轮传动中噪音产生的原因，并结合笔者实际经验提出了若干对策。如何减小齿轮噪音是需要齿轮制造届和学术界持续研究的课题，还需要相关工作人员在实践中不断总结和探索，消除齿轮应用中的各种问题，提高齿轮质量。　　参考文献　　[1]　钟国欣．齿轮设备噪音的产生原理[J]．一重技术，2008，（2）．　　[2]　金钟敬，王斌．齿轮噪音技术攻关[J]．机械科学与技术，1992，（5）．　　[3]　陶发荀．传动系三大问题探索系列——轴承损伤及解决方案 [J]．汽车零部件，2010，（6）．　　（责任编辑：赵秀娟）
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