专利名称：设计低振动、低噪声齿轮的新方法
技术领域：
本发明涉及机构设备齿轮传动领域中的一种低振动、低噪声齿轮的设计方法。
目前国内外对降低齿轮振动与噪声的研究十分活跃。从齿轮设计的角度来降低噪声的方法有如下几种1、增加重合度，使齿轮的重合度大于2。这种方法主要适用于斜齿轮，对直齿轮不适用，因为标准直齿轮的重合度不可能等于2。
2、齿廓修形。这种方法是1938年提出来的，经过50多年的研究，已日益成熟和完善。齿廓修形能减少齿轮的啮入和啮出冲击，能使啮合过程中刚度变化曲线变缓，使荷载平稳过渡，以减少冲击，实践证明是有效的方法。这种方法的缺点是要有特殊的修形设备，并只能额定负荷下降噪效果才明显，空载时降噪效果则不明显，而不少设备(如车床)是空载时检查噪声的，这点在机械设备出口时更显得重要。
3、全后退作用齿轮(Fullrecess-actiongears)有降低振动与噪声的效果。该齿轮见于美国JohaWileyandSons公司1978出版的《MechanismsandDynamicsofMachinery》一书，书中提及该齿轮有降噪效果。但没有分析其降噪机理。经我们研究，实验证实，这种齿轮确有降噪效果，但效果有限，在园周速度8m/s时，只降低4dB。其缺陷在于啮入冲击虽有减少，但未达到最优值，没有避免节点冲击。
本发明的任务就是要寻找一种能大大降低齿轮振动与噪声，而不需要特殊的加工设备，并且能在广大的中、小厂中推广应用的新的齿轮设计方法。
齿轮振动与噪声的根源在齿轮啮合过程中产生冲击。啮入冲击、节点冲击和啮出冲击是产生振动，噪声的重要原因，其中又以啮入冲击影响最大。本发明就是抓住产生振动与噪声的主要问题-啮入冲击，用优化的方法，改变齿轮参数，使啮入冲击达到最小，同时完全消除了节点冲击，并对啮出冲击也作了相应的考虑，以达到降低齿轮振动与噪声的综合效果最佳。
本发明的技术特征在于齿轮的啮入点在节点之后，齿轮的实际啮入点在中心连线之后，啮入冲击小于啮出冲击。并根据实验证明，当啮出冲击控制在啮入冲击的2-3倍，其降噪效果最佳。
本发明改变标准齿轮啮入点在节点之前的设计为啮入点在位于节点之后，从而使啮入冲击达到最小。改标准齿轮的实际啮入点在中心连线之前为在中心连线之后，从而从根本上避免了节点冲击。改标准齿轮的啮入冲击大于啮出冲击为啮入冲击小于啮出冲击，从而抓住降噪的主要矛盾，使其综合降噪效果达到最佳状态。
经实验证明，本发明方法设计出的齿轮较之于标准齿轮有十分明显的降低传动振动与噪声的效果。对8级精度齿轮，Z1＝26，Z2＝74，m＝3当园周速度为8米/秒时，本发明设计的优化齿轮较之标准齿轮降低7dB，对6级精度齿轮，Z1＝32，Z2＝49，m＝3，当园周速度为7.5米/秒时，优化齿轮较之标准齿轮降低了9dB，比全后退齿轮降低4dB，比修形方法的齿轮降低5dB，显然，其降噪效果优于其他各种方法设计的齿轮。
除降噪效果良好之外，本发明还有如下优点不需特殊加工设备，空载和负载时都有明显降噪效果;低精度和高精度齿轮均有显著降噪效果;对原机器不需作结构上的改变。
本发明可用于各种机械设备的齿轮传动中，尤其是机床、减速器、汽车等机械制造行业。
权利要求
1.一种低振动，低噪声齿轮的设计方法，其特征在于齿轮的啮入点在节点之后，齿轮的实际啮入点在中心连线之后，齿轮的啮入冲击小于啮出冲击。
2.根据权利要求1所述的低振动，低噪声齿轮的设计方法，其特征在于齿轮的啮出冲击控制在啮入冲击的2-3倍范围之内。
全文摘要
本发明涉及一种降低齿轮振动与噪声的设计方法。其特征在于齿轮的啮入点位于节点之后，齿轮的实际啮入点在中心连线之后，齿轮的啮入冲击小于啮出冲击。并应用优化法使啮入冲击达到最小值，且完全消除了节点冲击。经实验证明，它比标准齿轮降低噪声7-9dB，空载、负载时及高低精度齿轮均有显著效果，且无需特殊加工设备。本发明适用于各种机械设备中的各类齿轮传动，尤其是机床、汽车、减速器等行业。
文档编号F16H55/08GK1068634SQ91106768
公开日1993年2月3日 申请日期1991年8月3日 优先权日1991年8月3日
发明者肖利民, 唐进元 申请人:长沙铁道学院