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机械传动中齿轮减速器的降噪问题
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摘要：机械传动是现代工业必不可少的内容之一，其通过机械连接实现了运动的传递。但是，在机械运转时常常因为零件的碰撞、震动等原因产生各类噪声，这些噪声对环境造成了一定的噪声污染，也对工人的身心健康造成影响，因此在工艺上常需做降噪处理。本文对机械传动中的齿轮减速器的降噪做了研究和讨论，分析其产生原因并提出解决方案，以作参考。
关键词：机械传动；齿轮减速器；降噪问题
引言：
减速器为机械传动中的一些动作要求提供了基本条件，其中利用各级齿轮的传动减速的齿轮减速器最为常见，其制造相对简单，经济效益高，在工程中应用其作为基础减速器有较大的优势。然而，齿轮减速器有着噪音较大的问题，减少噪音既能减小对环境的噪声污染，也能改善工人的工作环境，有很大的现实意义。
一、从减速器角度分析噪声产生原因
（一）制作工艺待改进
齿轮的工作涉及到两个及两个齿轮以上的配合，只有当齿轮间的尺寸相互配合时，齿轮的传动才能正常运作，如图1，为齿轮间的传动。对应的，两齿轮间的配合越准确，产生的噪音也就越小。然而工件上的误差是很难避免的，过大的空隙使得减速器在运转过程中，齿牙相互碰撞，发出巨大声响；过紧的接触又会使得摩擦过大，同样带来噪音。一方面，可能由于制造过程的工艺不能达到完全匹配的要求，另一方面也可能由于人的因素，工人给加工生产齿轮零件带来更多不可控因素。
图
1，齿轮传动图
（二）有关参数设计不合理
除了制作工艺上的有待改进，参数设计上的不合理也是齿轮减速器产生噪声的原因之一。合理齿轮设计，应当具有动齿轮齿宽较大，从动齿轮相应较小的特征，这样的结构能够使齿轮具有较大的承载能力，又能平稳机件，减少不必要的振动，减小噪声。另外，较小的齿距和压力角也有利于降噪，设计时，在允许范围内，优化设计参数，寻找最佳值[1]。
（三）工件疲劳
长期的工作，各类工件均会产生疲劳，出现磨损、损坏等现象，此类疲劳也是噪音的重要原因之一。从安全角度出发，其不仅产生噪声，也会带来巨大的安全隐患。
二、从机械传动角度分析噪声产生原因
（一）安装失误或错误
安装时人的参与，又给设备带来了不可控的因素影响。不合格的安装，也会导致齿轮减速器在机械传动中产生噪声。除开工人错误的安装方式，还有一些情况是因为工人的失误，忽略了个别细节：一方面是受毛刺影响，在安装前，忽略毛刺直接安装，会导致接触面受损，增加了摩擦力，从而产生噪声。另一方面是其它杂物掺入，装配时，减速机箱体内意外进入杂物（一般是小颗粒金属），同样造成齿轮间摩擦增大，损伤增大，同时杂物与箱体内结构的碰撞又使得情况恶化，噪音也会显得更大。
（二）发生共振
共振是物体的常见现象之一，但是在实际中常常需要将其消除。本文讨论的齿轮减速器中涉及到两个或多个齿轮，机械传动中也涉及到多个零件，当这些零件的振动频率相同时，就会产生大幅度地振动，发出噪声[2]。
三、解决方案
通过上面的分析，可以初步认识到机械传动中齿轮减速器产生噪声的各类原因，针对原因，提出以下几种解决方案。
（一）参数合理化
经过上面的分析，可以知道在设计齿轮时，可以从以下几个角度合理化参数，即增大主动齿轮的螺旋角；增加从动齿轮的齿牙宽度等，这些措施可以使得齿轮的受力平稳，配合准确，从而起到降噪作用。
（二）优化加工工艺
一方面，可以对齿轮表面做处理，适当增强其表面硬度，并做非金属图层或镀层，使其既具有良好的塑性和韧性的同时又高度耐磨损，这样成品的齿轮，振动较少，噪音较低。
另一方面，减少人的不确定因素干扰，改进工艺，在条件允许的情况下，可以采用自动化生产线，保障齿轮的精度，使两齿轮间的啮合充分，且具有可替换性，即同型号产品可相互替换，依然保持较高的贴合度。这样，同样能降低噪音。
（三）改善润滑条件，做好清洁工作
首先要选择正确的润滑剂种类，采用合理的添加润滑剂的方式，且注意保养，及时补充和更换润滑剂，确保机器的润滑充分，无杂质。
其次就是要做好清洁，一方面是在安装前后，都要做好清洁工作，仔细检查箱体内的各个死角，不留杂质。在长时间的使用后，也应当定期检查，清理磨损带来的杂质颗粒。
（四）提高装配的精准度
为降低噪音，最主要的还是在人参与的部分下功夫，对人员操作的规范能够很大程度上提高工作效率和参评质量。提高对员工的技术培养，设立技术考察制度，能有效提供工人的技术水平和技术素养，以提高装配的精确度。工人在装配时应做到以下几点：
1.安装前清除毛刺，减少接触面的损害；
2.安装时，控制模数齿轮侧隙小于0.04毫米；
3.在安装时，调整齿轮间隙合适；
4.安装过程中，减少磕碰，保证齿面的光洁度和工件表面的完整度。
（五）改进减速器的箱体构造
图
2齿轮减速器结构示意图
图2
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