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　　齿轮传动是机械传动的重要形式，它具有工作可靠、寿命长、结构紧凑、传动比准确、传动效率高、速度和功率的适用范围较广等优点。而齿轮传动产生的噪声是机械类所产生噪声的主要因素，因此，研究齿轮的优化降噪具有重要的意义。

　　1齿轮传动噪声产生的机理

　　齿轮啮合传动时，啮齿面上存在相对运动，因此齿轮啮合处将产生滑动摩擦力，相对滑动速度方向反向时，摩擦力大小、方向的改变导致啮合点间产生“节点脉冲”现象，此现象也是齿轮在理论啮合条件下存在的齿轮噪声源，而且随着齿轮传动效率增大、转速提高，其表面精度降低，噪声变大。此外，在齿轮的受力过程中，会产生一定程度的弹性变形，使齿轮运转不匀，产生转角误差，导致对齿轮系的冲击激励，形成“啮合齿轮力”，因此“节点脉冲”和“啮合冲击力”都是齿轮传动中噪声的产生源。

　　2齿轮噪声的产生因素

　　齿轮噪声的产生因素有许多，在齿轮传动噪声产生的原因当中，组装占15%、设计占35%、制造占30%、使用占20%，如图1所示。

　　3降低齿轮传动噪声的优化方案

　　3.1材料的选择

　　齿轮的材料最常用的是钢，其次是铸铁，还有有色金属、非金属等，但某些恶劣工作条件下的齿轮，用中碳钢或中碳低合金钢也不能保证使用性能，这时应选用合金碳钢(20CrMnTi、20CrMnMo)，如表1所示，对于重载荷、有冲击的齿轴及齿轮，优先选用20CrMnMo用于制造大齿轮。同时，随着非金属材料制造的零件强度和精度的提高，非金属的弹性模量小，传动时的噪声小。所以，一对啮合的齿轮，小齿轮用非金属材料，大齿轮用金属材料可降低传动的噪声，而在非金属材料的选择上，应考虑到非金属材料的导热性和耐热性较差，可选择导热性好、硬度高的石墨烯材料。

　　3.2齿轮参数的选择

　　3.2.1降低模数当分度圆直径一定时，有效的降低模数，不仅能减小齿面的滑动速度，减小磨损及胶合的危险性，降低噪音，而且降低了加工成本。3.2.2齿轮机构选择如降低模数无法满足时，可考虑采用斜齿圆柱齿轮传动，其传动时，两啮合齿面的接触线与轴线方向成一螺旋角，因为螺旋角的作用从而改变了其啮合方式，这样不但延长了每对轮齿的啮合时间，增加了重合度，从而减少了轮齿传动的冲击、振动及噪声，提高了传动的平稳性。在实际应用中，采用斜齿圆柱齿轮并增加螺旋角，可有效降低噪声。

　　3.3加工工艺方面

　　3.3.1齿形修缘一对啮合的齿轮，将齿顶部分的一小部分渐开线齿廓向齿体内部作修缘切深，也就是使其局部的压力角经过修正比之前压力角的角度大，因此，修缘部分较为圆滑，与另一齿相啮合，其平稳性增大，动载荷减小，从而降低噪声。3.3.2增加结构阻尼在齿轮表面涂上一层内阻尼材料，如减振剂、油漆因子等，齿轮涂装阻尼后，振动幅度衰减，产生弹性滞后效应，用以吸收振动能量转化为热能，从而达到减振降噪目的。

　　4基于PROE和ADAMS的齿轮传动噪声仿真

　　4.1齿轮传动噪声仿真

　　以PROE和ADAMS软件为基础，对齿轮的啮合进行仿真，如图2和图3所示。图2PROE齿轮仿真图3ADAMS齿轮仿真

　　4.2仿真结果

　　通过PROE和ADAMS程序进行数据仿真，加入新材料后的齿轮噪声值如表2所示。

　　5结语

　　齿轮传动噪声的优化设计是一项系统工程，要从选材、参数选择、工艺设计等方面对齿轮进行优化设计，从而减弱和消除齿轮产生的噪声，它们之间相互影响，相互联系，若任何一个环节未得到有效控制，都将引起降噪失败的连锁反应，所以需要我们积累大量的经验，不断研究齿轮噪声产生的因素，从而实现齿轮的降噪，使其符合噪声指标和加工精度方面的要求。

　　参考文献:

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　　[4]王学莲.对渐开线圆柱齿轮噪声的探讨[J].机械工程与自动化，2017(3):192-194.

　　《齿轮传动噪声优化设计研究》来源：《农机使用与维修》，作者：任丰兰 周尧晨