劉春英^1、2

（1、青島科技大學機電工程（chéng）學院，2、濟寧市技（jì）師學院）

摘（zhāi）　要：目的　從機（jī）床內部齒輪齧合角度出發，分析了輪齒加工精度和彼此齧合會（huì）產生機（jī）床噪聲。方法　提高齒輪的製造加工（gōng）、安裝精度，減少噪聲輻射麵積，設（shè）計成腹板式結構，用（yòng）非金屬材料作為首（shǒu）選齒輪的材料（liào）.結果通過改進後的機（jī）床，噪聲明顯降低且其值已控製在81dB（A）以下。結論　通過提高加（jiā）工製造和裝配精度，一（yī）對齒輪同時加工並減輕（qīng）自身重量下（xià），可以采用非金屬材料措施後，機床噪聲降低。

關鍵詞：機床（chuáng）噪聲；齧合剛性（xìng）；齒距偏差；非金（jīn）屬材料

機床噪聲是由自身振動產生的，在撞擊、摩（mó）擦、交變應力作用下，機身、軸承、齒輪等發（fā）生振動。如（rú）果人長期在強噪聲下（xià）工作，會產生永久性（xìng）的聽力損傷，過強的噪聲還能殺傷人體。現在機床向（xiàng）精密化和高速化發展趨勢，機床噪聲必須要降（jiàng）低。因此，降低噪聲是機床研究（jiū）發展的重（chóng）要（yào）課題之一。而且噪聲大小，又是體現國家機械製造行業的發展水平的高低。

1.機床（chuáng）噪聲的檢測與分析（xī）

1.1 機床噪聲的檢（jiǎn）測

依據《金屬切削機床噪聲測量》（JB2281-78）的規定，機床噪聲的允許標準應是：精密機床應（yīng）小於75中頻，一般機床應小於85中低頻。但到一定的磨合期，機床各個部件與機構會產（chǎn）生變形，齒輪之間會出（chū）現磨損，從而產生非（fēi）正（zhèng）常的噪聲。

以實驗檢（jiǎn）測（cè）和總結，機床的噪聲主要有以下（xià）四（sì）個方麵：

（1）機（jī）械式噪聲，如（rú）齒輪、絲杠、軸承和其它聯軸（zhóu）節的（de）噪聲。

（2）液壓（yā）式噪聲，齒輪泵、節流閥等噪聲（shēng）。

（3）空氣振（zhèn）動噪聲，電動機散熱風扇等噪聲。

（4）電磁式噪聲，變壓器等。噪（zào）聲源彼此之間又是相（xiàng）互疊加的，它們的互相疊加會使噪聲加大，會形成共振。就機床噪聲產生而言，可能是傳動係統中零件的變形與受力，也可能是機械零件的加工精度和裝配誤差引起的，但更重要的原（yuán）因則是齒輪所致。

1.2 機床噪聲分析

以（yǐ）銑床為噪聲檢測對象，其噪（zào）聲主要形式有：

（1）規律性噪聲，聲音有高有低，齒輪齧合（hé）剛性的規律性變化對傳動噪聲（shēng）的（de）影響（xiǎng）。齧合剛（gāng）性的變化是指齒輪（lún）傳動中，同時齧合齒數不同，在一兩對之間變化而引起齧合輪齒承受載荷的變化。當一對輪齒齧（niè）合時，所有負荷均（jun1）作用於這對輪齒，會發生較大的變形量，噪聲較大；當兩對輪齒齧合時，其負荷由這兩對輪齒共同承受，每對輪齒的載荷縮小（xiǎo）一半，此（cǐ）時（shí）輪齒會發生較小的變形量，噪聲較小。齒輪傳動誤差使從動齒輪的角速度滯（zhì）後於主動齒輪的（de）角速度，速度的瞬時變化會造成在從動齒輪齒頂處產生碰擊（jī）。在不同的載荷條件下，齒輪傳動產生的噪聲大小不（bú）同。

（2）高頻（pín）性噪聲，那種很尖利的聲音，波長很短，隨著距離越遠或遭遇障礙物，能迅速衰減。聲級計檢測，通常在88dB（A）左右。產生的原（yuán）因一般是齒輪的齒向向中心傾斜產（chǎn）生（shēng）誤差或（huò）是兩齒輪軸線不平（píng）行引起的噪（zào）聲。

（3）尖叫刺（cì）耳聲，突然發出尖銳刺耳聲音，通常是由（yóu）於齒輪的（de）相鄰同側齒廓間的法線距（jù）離太大（dà），齒輪分度圓上的壓（yā）力角太大或太小而引起（qǐ）的。

（4）連續衝擊噪（zào）聲，感覺有東西連續敲擊機床，當（dāng）銑床內（nèi）部輪齒發生（shēng）衝擊時，大量的動能在瞬（shùn）時間內要轉化成（chéng）振動的能量，我們就聽到噪聲。產生的原因主要是由於齒形誤差所引起的（de）。

（5）低頻衝擊噪聲，有短暫的撞擊聲。產生的原因（yīn）主要是齒輪表麵上毛（máo）刺（cì）沒有去淨（jìng）或是有磕碰凹陷而造成（chéng）的。

2　銑床產生噪聲的原（yuán）因

通過歸納這些（xiē）噪聲所產（chǎn）生的原因，都與齒輪的齧合情況、齒輪的設計加工和裝（zhuāng）配安裝有很大的關聯。在齒輪精度中，齒輪本身（shēn）的齒形誤差就會產生大量的噪聲。檢測證明，對（duì）於（yú）高精（jīng）密傳動（dòng）齒輪（lún），設計（jì）齒形時我們可（kě）以采用中凸的齒形曲（qǔ）線，轉動承載中噪聲較小。但需要在專門的精密儀器上測量，所以往往（wǎng）忽略對此項誤差的檢查，本來（lái）可以降（jiàng）低（dī）噪聲反（fǎn）過來卻造成銑床噪聲過大。

另一個引（yǐn）起機床噪聲的因素是齒距偏差。齒輪（lún）在製造生產中都會產生誤差，不會消除隻能降低齒距偏差。通常都（dōu）要檢測，隻要齒距精（jīng）度控製在良好的範圍內，噪聲影響不顯著。但是當齒輪精（jīng）度要求不高時，或是該項誤差達不到（dào）精度要求，就會引起噪聲。

當齒（chǐ）輪（lún）裝配不可靠，安（ān）裝不良（liáng）時（shí），造成輪齒間（jiān）接觸精度變差，引起齧合衝擊力越大，產生的噪聲也越大。齒輪的齧合精度完全是由加工、裝配而決（jué）定的。如果沒有嚴（yán）格的（de）定位（wèi）保證措（cuò）施情況下，就靠經（jīng）驗來安裝（zhuāng），會造成齒輪傳動的磨損和齧合間（jiān）隙誤（wù）差增大（dà），噪聲就會增大。

3.主要降噪措施

檢測（cè）銑床在不同轉速下，依次作了A聲級測量數據。通過（guò）對測（cè）量數據分析比較，得出機床內部齒輪在主運動係統中（zhōng）噪聲大小（xiǎo）的排序，如圖1所示。

為了降低銑床噪聲，應該從齒輪入手，采取了以下（xià）幾（jǐ）點措施：

（1）提高齒輪加工精度、裝配定位精度，所有齒輪驗收（shōu）時應成對檢驗，裝配時應保（bǎo）證齒（chǐ）輪的定位精度。

（2）產生噪聲較大的齒輪零件（jiàn），可以（yǐ）設計減（jiǎn）重孔，降（jiàng）低固有頻（pín）率。齒輪的傳播噪聲主要由端麵輻射引起，端（duān）麵麵積越（yuè）大（dà），噪（zào）聲值也越大。設計減重孔的目（mù）的是減（jiǎn）少（shǎo）輻射麵積，變成（chéng）腹（fù）板式結構，在滿足強度要求前提下，應可能的降低重量。

（3）為了進（jìn）一步降（jiàng）低（dī）傳動噪聲，在某些場（chǎng）合（hé）強度要求不高時，可大膽地使用非金屬材料作為首選齒輪的材料（liào）。互相齧合齒（chǐ）輪中，小齒輪用非金屬材料（如尼龍、夾布塑料（liào）），大齒輪（lún）用金屬材料。

（4）選用同一台齒輪加工機床（chuáng）所加工出來的齒輪，能夠利於降（jiàng）低齧合的噪聲（shēng）。加工完成後要認真清洗（xǐ）齒輪棱麵（miàn）的毛刺並防（fáng）止磕碰傷，因為毛刺在齒輪齧（niè）合過程中直接產生噪聲。

4.改良後的效果（guǒ）

采用上（shàng）述（shù）幾項降噪措施後，現在該實（shí）驗銑床噪聲值已能控製在81dB（A）以下，機床噪（zào）聲得到顯著降低。

5.結語

宏觀來看，齒輪精度是引起齒輪噪聲的一個方麵，而機床噪聲的因（yīn）素很多也很複雜，齒輪研究隻是其中的一個方（fāng）麵，其他如軸承、螺杆等都（dōu）是引起噪聲不（bú）可忽略的因（yīn）素。我們對其他各類機床的噪聲控製還需更加深入的分析。

（來源：科（kē）技資（zī）訊）