齿轮箱噪音问题分析及处理方法有哪些，详细举例

齿轮箱是机械传动中广泛应用的重要部件，一对齿轮啮合时，由于不可避免地存在着齿距、齿形等误差，在运转过程中会产生啮合冲击而发生与齿轮啮合频率相对应的噪声，齿面之间由于相对滑动也发生摩擦噪声。由于齿轮是齿轮箱传动中的基础零件，降低齿轮噪声对控制齿轮箱噪声十分必要，本文就齿轮噪声产生原因及应采取改善齿轮噪声方法作一探讨。

一、齿轮传动系统的噪声分析

为从设计角度出发降低齿轮传动系统的噪声，我们就应首先来分析一下齿轮系统噪声的种类和发生机理。

在齿轮系统中，根据机理的不同，可将噪声分成加速度噪声和自鸣噪声两种。一方面，在齿轮轮齿啮合时，由于冲击而使齿轮产生很大的加速度并会引起周围介质扰动，由这种扰动产生的声辐射称为齿轮的加速度噪声。另一方面，在齿轮动态啮合力作用下，系统的各零部件会产生振动，这些振动所产生的声辐射称为自鸣噪声。

对于开式齿轮传动，加速度噪声由轮齿冲击处直接辐射出来，自鸣噪声则由轮体、传动轴等处辐射出来。对于闭式齿轮传动，加速度噪声先辐射到齿轮箱内的空气和润滑油中，再通过齿轮箱辐射出来。自鸣噪声则由齿轮体的振动通过传动轴引起支座振动，从而通过齿轮箱箱壁的振动而辐射出来。一般说来，自鸣噪声是闭式齿轮传动的主要声源。因此，齿轮系统的噪声强度不仅与轮齿啮合的动态激励力有关，而且还与轮体、传动轴．轴承及箱体等的结构形式、动态特性以及动态啮合力在它们之间的传递特性有关。

一般来说，齿轮系统噪声发生的原因主要有以下几个方面：

1)齿轮设计方面。 参数选择不当，重合度过小，齿廓修形不当或没有修形，齿轮箱结构不合理等。齿轮加工方面 基节误差和齿形误差过大，齿侧间隙过大，表面粗糙度过大等。

2)齿轮系及齿轮箱方面。装配偏心，接触精度低，轴的平行度差，轴，轴承、支承的刚度不足，轴承的回转精度不高及间隙不当等。

3)其他方面输入扭矩。负载扭矩的波动，轴系的扭振，电动机及其它传动副的平衡情况等。

二、改善齿轮噪声的方案

基于降低能耗和保护环境的理念，美国MICAVA 国际公司作为一个国际性的平台和载体在与世界上众多国家的优秀机构进行着卓有成效的合作同时，经过多年的努力和不断的探索，成功引进了世界先进的麦特雷Blu-Goo超级润滑剂，它是一种极好的齿轮箱添加剂，可以在部件上形成一种惰性材料薄膜，从而降低摩擦、齿轮噪音以及泄露。目前该产品已经成功应用于冶金冶炼、船舶修造、化工化学、造纸工业、钢铁建材、汽车制造、矿业开采、电力、物业等领域，为企业实现连续高负荷运行及节能降耗提供了有力保障，其社会价值和经济价值也得到了有力体现。

麦特雷超级润滑剂是一种有多种用途的特殊惰性材料，主要用于降低金属间接触。作为一种螺纹密封复合物，该产品在外螺纹和内螺纹间形成一个接触面，可以保护接头免受摩擦和磨损影响，同时可以承受1407公斤/厘米2的压力，甚至是磨损，腐蚀或错误机加工的螺纹面。该产品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。它也明显降低力矩应力，满足动力减压需求。它可以用于垫圈面或作为一种填料补充，通过密封以防止流体泄露。可以在316°C的温度下应用。

该产品可以在不锈钢，铝，铁，钡，玻璃纤维，塑料施工，不会被酸，碱或普通溶剂影响。

信噪比的计量单位是dB，其计算方法是10lg(PS/PN)，其中Ps和Pn分别代表信号和噪声的有效功率。如果是负值说明信号信噪比较低。加多大强度的SNR依据你实际情况和仿真需要；噪声强度和噪声的均方根等价。

如添加白噪声到纯净信号上去：matlab代码如下：

function [Y,NOISE] = noisegen(X,SNR)

% [Y, NOISE] = NOISEGEN(X,SNR) adds white Gaussian NOISE to X. The SNR is in dB.

NOISE=randn(size(X))

NOISE=NOISE-mean(NOISE)

signal_power = 1/length(X)*sum(X.*X)

noise_variance = signal_power / ( 10^(SNR/10) )

NOISE=sqrt(noise_variance)/std(NOISE)*NOISE

Y=X+NOISE

其中X是纯净信号，SNR是按要求的信噪比，Y是带噪信号，NOISE是叠加在信号上的噪声。

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