齿轮噪音改进

治理齿轮传动噪声

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为了避免减速机不能通过出厂测试，原因之一是减速机存在间歇性高噪声；用N D6型精密声级计测试，低噪声减速机为72.3Db（A），达到了出厂要求；而高噪声减速机为82.5d B（A），达不到出厂要求。

经过反复测试、分析和改进试验，得出的结论是必须对生产的各个环节进行综合治理，才能有效降低齿轮传动的噪声。

1、齿轮精度的基本要求

经实践验证，齿轮精度必须控制在G B10995－887~8级，线速度高于20m/s齿轮，齿距极限偏差、齿圈径向跳动公差、齿向公差一定要稳定达到7级精度。在达到7级精度齿轮的情况下，齿部要倒梭，要严防齿根凸台。

2、控制原材料的质量

高质量原材料是生产高质量产品的前提条件，某公司用量最大的材料40Cr和45钢制造齿轮。无论通过何种途径，原材料到厂后都要经过严格的化学成分检验、晶粒度测定、纯洁度评定。其目的是及时调整热处理变形，提高齿形加工中的质量。

3、防止热处理变形

齿坯在粗加工后成精锻件，进行正火或调质处理，以达到：（1）软化钢件以便进行切削加工；（2）消除残余应力；（3）细化晶粒，改善组织以提高钢的机械性能；（4）为最终能处理作好组织上的准备。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。

4、保证齿坯的精度

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范围

内。

5、切齿加工措施

对外购的齿轮刀具必须进行检验，必须达到AA级要求。齿轮刀具刃磨后必须对刀具前刃面径向性、容屑槽的相邻周节差、容屑槽周节的最大累积误差、刀齿前面与内孔轴线平行度进行检验。

在不影响齿轮强度的前提下，提高齿顶高系数，增加0.05~0.1m,，改善刀具齿顶高系数，避免齿轮传动齿根干涉。M=1~2的齿轮采用齿顶修圆滚刀，修圆量R=0.1~0.15m。消除齿顶毛刺，改善齿轮传动时齿顶干涉。

切齿设备每年要进行一次精度检查，达不到要求的必须进行维修。操作者亦要经常进行自检，特别是在机床主轴径向间隙控制在0. 01mm以下，刀轴径跳0.005mm以下，刀轴窜动0.008mm以下。

刀具的安装精度：刀具径向跳动控制在0.003mm以下，端面跳动0.004mm以下。切齿工装精度，心轴外径与工件孔的间隙，保证在0. 001~0.004mm以内。心轴上的螺纹必须在丙顶类定位下，由螺纹床进行磨削：垂直度≦0.003m m，径跳≦0.005m m。螺母必须保证内螺纹与基准面一次装夹车成，垫圈的平行度≦0.003mm。

6、文明生产

齿轮传动噪声有30%以上的原因来自毛刺、磕碰伤。有的工厂在齿轮箱装配前，去除毛刺及磕碰伤，是一种被动的做法。作者比较主张以下做法：（1）齿轮轴类零件，滚齿后齿部立即套上专用的塑料保护套后转入下道工序，并带着专用的塑料保护套入库和发货。（2）进行珩齿工艺，降低齿面粗糙度，去除毛刺，并防止磕碰伤，能有效地降低齿轮传动噪声。

7、采取基它材料及热处理、表面处理方式

（1）可利用粉末冶金成型技术，齿轮成型后齿部高频淬火。

（2）采用墨铸铁，齿轮切削加工后，再进行软氮化处理。

（3）采用40Cr材料，齿轮切削功工后，采用软氮化处理或齿部镀铜处理。

综合所述，要根治齿轮传动噪声，齿轮材料及热处理是要本，齿坯精度是保证，齿轮精度是关键，文明生产是基础。

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齿顶、齿向修整

轮齿是一个弹性体，工作受力后不可避免地要发生弯曲变形。虽然啮合结束后恢复原状，但啮合时的变形会发生基节误差那样的影响，使下一对齿的齿顶和齿根发生干涉，能产生很大的冲击而引起啮合噪音。

表面渗碳淬火齿轮的许用K系数约为调质齿轮的4-5倍。轮齿变形的影响，比调质齿轮大得多。为了避免啮合冲击，改善齿面润滑状态，降低啮合噪音，需对齿轮的齿顶和齿向进行修整。起修整量是根据齿轮负荷计算齿轮变形量，齿轮轴的弯曲，扭转变形量后确定的。对高承载能力的高硬度齿面的渗碳淬火齿轮，齿顶、齿向修整技术是保证产品性能不可缺少的必要条件。

我公司已建立了自己的齿顶、齿向修形计算标准和计算程序，并成功的用NiIES、MAAG、Hoefier及国产磨齿机对我厂生产的各种齿轮，其中包括按西欧、日本和美国设计的图纸生产的齿轮进行了修正。

降低齿轮传动噪声的综合治理

我厂是从事齿轮制造的专业厂，为军工和民用等行业服务时，不管是齿轮件、还是减速器，用户都对齿轮传动噪声问题十分敏感，历年来用户反馈的意见大多是与怎样降低齿轮噪声有关。用户提出的要求也很高，如一种出口欧洲的三级行星齿轮减速器的噪声指标是小于54dB、洗衣机齿轮箱总成的噪声指标是小于40dB，特别是在分贝值达到的情况下，还提出悦耳度问题，就是要没有杂音。我厂经过多年努力，得出的结论是必须要综合治理：从原材料、热处理、齿坯加工、齿形加工、文明生产等方面采取措施，才能有效地降低齿轮传动噪声，以满足用户的要求。

一、控制原材料的质量

我厂使用量最大的材料是20CrMo、40Cr及45号钢。采用由质量稳定的抚顺钢厂、首都钢厂定点供货，到厂后都要经过严格的化学成分检验、晶粒度测定、纯洁度评定。其目的是及时调整热处理工艺，控制热处理变形，提高齿形加工中的质量。

二、防止热处理变形

1. 齿坯在粗加工后或精锻件，进行正火或调质处理。

2. 正火或调质处理中,一定要保持炉膛温度的均匀性,以及采用工位器具,使工件均匀地加热及冷却(严禁

堆放,一般工厂办不到)。并通过在齿轮端面分度圆周上测定硬度HR±C0.5来控制。

3. 采用氰化处理。比渗碳淬火温度低、变形小。

4. 部分齿轮高频淬火及氰化处理件中改用软氮化工艺。我厂采用的稀土催渗软氮化工艺，具有硬度值高、白亮层厚等优点。经过用户严格试验，应用面正在不断扩大。我厂出口欧洲的三级行星减速器就是全部采用软氮化工艺，它有效地减少了热处理变形。

5. 用于氰化处理的设备，必须采用滴注式UNIC气体渗碳氮化炉。我厂使用的设备是盐城丰东热处理有限公司生产的，多年来使用稳定。

三、稳定提高齿坯精度