摘要：随着人们对环境问题的重视，机械传动噪声问题也越来越引起设计制造者的关注，降低噪声设计逐渐成为机械创新设计的一个重要内容。在机械装置中，齿轮是使用最广泛的传动零件，它在传动过程中所产生的噪声不仅会污染环境，而且还影响机械的传动性能。因此，降低齿轮噪声成为齿轮传动研究与设计领域内的一个重要课题。
齿轮装置是机械传动中广泛应用的重要部件，齿轮机构由于具有结构紧凑、传动比稳定、传递功率大、传动效率高、使用寿命长等优点而被广泛使用。齿轮机构的主要缺点是振动和噪声较大。噪声是各种不同频率和声强的无规律的、杂乱的组合。噪声起源于振动，其大小决定于振源的传递和噪声的辐射。控制噪声最有效且最根本的途径是直接控制噪声源，即使是噪声源的局部减弱，也将有助于对传播途径和接收者这两方面噪声控制工作的简化， 并将起到抑制噪声的效果。因此，降低噪声的根本途径在于控制振源，并减小噪声的传播。
为了降低噪声，应尽量减少激振力和机械传动系统中噪声辐射件对激振力的响应，这是控制机械噪声源的重要方法。控制零件之间的冲击、摩擦、交变力的差生，控制气流的非稳定性流动和阻止噪声的辐射，则能主动有效地控制机械传动中的噪声。
关键字：齿轮传动、噪声分析、降低噪声措施
引言
影响齿轮噪声的因素很多，不仅有因载荷工况和动力装置的不同而带来的多样性，也有由原动机或载荷引入的外部激励，还有啮合刚度、齿轮传动误差和啮入啮出冲击引起的内部激励。目前常用的降低齿轮噪声的方法有: 1、用修形的方法，使其动载荷及速度波动减至最小，以达到降低噪声的目的。这种方法在齿轮受额定载荷时较为有效，工艺上需有修形设备，中、小型厂往往无法实施。2、提高制造精度，是广为使用的降低噪声的方法。提高齿轮制造精度需增加投入，加大了产品成本，因而使产品缺乏竞争力。
以下将从噪声原理及对噪声的控制进行详细描述。
1. 齿轮噪声原理分析
用噪声声压级、声强级或声功率级来描述齿轮噪声是最为理想的，但由于影响齿轮噪声的因素很多，如齿轮传动型式、齿轮传动布局、齿轮参数、齿轮的制造安装误差等，要从理
论上准确直接得出齿轮噪声计算公式是一件极为困难的事。因此，应寻求一种新的方法来间接地描述和判别齿轮传动噪声的大小.由机械传动噪声的形成理论可知， 机械传动中运行的构件间相互冲击或碰撞是机械传动噪声产生的根本原因，由此产生的冲击力越大，噪声也就越大. 根据牛顿第二定律 ( F = ma) ，冲击力 F 与构件的质量m和加速度a 成正比，而质量m永远是存在的，只能在设计时尽量减轻质量来降低冲击力; 加速度 a 是在运转中产生的，而且是可以控制的，控制了加速度也就控制了机械传动噪声的大小。基于上述分析，对齿轮传动来说，我们就可以采用齿轮在运转时产生的冲击角加速度来半定量地描述和判别齿轮传动噪声的大小。
2.齿轮噪声控制
齿轮经长期运转，齿面磨损、咬伤和变形，啮合时动齿侧间隙过大，啮合不良，会产生振动、冲击和噪声，是机械传噪声的主要因素。
2.1从齿轮设计上控制噪声
在结构条件许可且满足强度、刚度、传动比要求的前提下，通过改进某些齿轮设计参数，可以有效的降低噪声。
l 尽可能的降低齿轮的线速度。不平衡离心惯性力与速度的平方成正比，从而降低线速度可以减小齿与齿面的冲击。
l 确定合适的齿侧间隙。齿侧间隙过大易产生冲击，过小易在啮合时使排气速度增加，都会导致振动和噪声的增加通常，载荷变化大，正反转频繁时，取较小值，否则取大侧隙。
l 改用斜齿轮或人字齿轮。斜齿轮传动的噪声低于直齿圆柱齿轮传动；人字齿轮的噪声更低，但必须制造精确。对于磨齿的斜齿轮，随着螺旋角增加，螺旋角为30°附近时，噪声最小。但是若齿轮传动轴刚性差，容易引起轴向振动，则噪声可能反而随增加而升高。
l 改变齿轮的结构。齿轮形状对噪声影响也很大，在相同齿轮参数及工况条件下， 不同结构齿轮的噪声大小是不同的。如果条件允许齿轮形状以厚而小较好。实践证明宽齿小直径的齿轮噪声较小; 大而薄的齿轮，噪声最大。
l齿宽的选择。在强度许可的情况下，应尽量减小齿宽。齿宽增加，虽然齿的弯曲变形减小，衰减性能增加，排气速度提高，但加工的齿向误差也大，造成接触不良， 轴齿泵油的振动和噪声增加。
2.2提高齿轮制造精度降低表面粗糙度
为提高制造精度，降低表面粗糙度，一般齿轮常采用滚—剃—珩加工工艺即可满足要求：精度要求高时则要经过磨轮齿。提高齿轮精度，主要是减小齿形误差、齿向误差、周节误差。上述误差与噪声的大小有密切关系。在制造过程中，需严格控制齿形误差，尤其避免出 现节点附近齿形中凹现象。
主动齿轮和从动齿轮的影响是不同的，从动齿轮在啮合起点处弯曲最大，由于周节误差的影响，使齿的振动时大时小；相反，主动齿轮在啮合终点处弯曲最大，周节误差对振动影响较小，所以，应着重控制从动齿轮的周节误差。
2.3提高齿轮抗震能力
包括采用变位齿轮，提高轮齿啮合刚度。在强度允许的情况下应尽量减小齿宽，以减少齿向误差的影响。适当选取齿轮模数，即对承载小的齿轮宜选取较小的模数，对承载大的齿轮，当轮齿弯曲的影响大于误差的影响时，宜选用较大的模数。
2.4齿轮的阻尼处理
减小齿轮噪声另一种有效措施是对齿轮的阻尼处理，其目的是使齿轮的阻尼效应加强。阻尼处理方法有：在齿轮体上附加弹性阻尼材料。采用高阻尼合金材料制造；采用附加减噪阻尼等方法；在齿轮端面涂橡胶或在端面开槽灌注粘弹性材料。其具体应用措施主要有：采用高阻尼合金材料或其他材料制造齿轮、增加阻尼环、尽量不淬火、选用良好的润滑系统等措施，都可以有效地降低噪声。
4.结语
从以上分析可知，齿轮装置噪声的控制涉及内容广泛，是个复杂而综合性的问题。齿轮的噪声与其布置情况、轴的刚度、轴承安装精度、工作机构与机体的刚性、润滑状况等等因素有关，欲要降低齿轮装置的噪声，应根据不同的要求，全面而具体地从整机设计、制造、安装等各方面综合考虑，采用综合措施, 才能达到理想的降低齿轮机构噪声的效果，从而满足应用要求。
参考文献
【1】杨怀云，机械传动噪声的控制，矿山机械，1994NO.9P32。
【2】丁景民，机床的噪声控制，新技术新工艺，1993NO.5P27。
【3】杨玉致，机械噪声测量的控制原理。北京: 轻工业出版社，第 1 版，1994。