Page 115 - 《应用声学》2020年第3期

第 39 卷 第 3 期 华希俊等： 渐开线斜齿轮短齿廓修形降噪分析 435

综上所述，转速在500 ∼ 2000 r/min范围内，通 最大降幅分别高达 5.0 dB、5.8 dB、4.8 dB。同时，
过上述 3 种短齿廓修形方式改变渐开线斜齿轮重合 短齿顶齿根修形 (线性、折线圆弧) 也在一定宽频带
度进而降低减速箱的辐射噪声的效果明显。此外， 范围内，使得减速箱噪声幅值明显降低。在转速为
从仿真数据来看，并不是齿顶齿根同时修形效果最 1500 r/min 时，短齿顶齿根修形 (线性、折线圆弧)、
佳，反而采用短齿顶修形 (渐开线) 使得渐开线斜齿 齿形鼓形修形、压力角修形均做到了全频域降噪，其
轮的端面、轴向重合度分别为 1.716、0.833 时，减速 中短齿顶齿根修形(线性、折线圆弧)降噪效果最佳，
箱的声功率级相对最低。 频域内最大降幅和平均降幅分别达到了 7.2 dB 和
对比图 6 所示的不同转速下 3 种齿廓修形方式 4.1 dB。因此从平均降幅来看，根据声能量降低一半
频域图，可以发现不同转速下声功率级曲线峰值 噪声降低3 dB的原理，在1500 r/min转速下采用短
与被动轮啮合频率 (458.3 Hz、916.7 Hz、1375 Hz、 齿顶齿根修形 (线性、折线圆弧) 使得渐开线齿轮端
1833.3 Hz) 基本吻合，再分频段对比一级渐开线斜 面、轴向重合度分别为 1.779、0.812 时，可以使得声
齿轮减速箱的噪声幅值。在转速分别为500 r/min、 能量降低一半以上。综上所述，在500 ∼ 2000 r/min
1000 r/min、2000 r/min时，压力角修形和齿形鼓形 时，经过齿廓修形后的渐开线斜齿轮减速箱声功率
修形降噪效果相对比较好，几乎做到了全频域降噪， 级下降明显，其中齿形鼓形修形降噪效果最佳。

50
ళξॎ ళξॎ
48 ᆁᴑᮇᴑಪξॎ(ጳভnjઉጳړऻ) 60 ᆁᴑᮇᴑಪξॎ(ጳভnjઉጳړऻ)
ᴑॎᴂॎξॎ ᴑॎᴂॎξॎ
46
ԍҧᝈξॎ 55 ԍҧᝈξॎ
ܦҪဋጟ L w /dB 42 ܦҪဋጟ L w /dB 50
44
40
38
36 45
34
32 40
500 1000 1500 2000 2500 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
ᮠဋ f/Hz ᮠဋ f/Hz
(a) 500 r/min (b) 1000 r/min
75
70
70
65
65
ܦҪဋጟ L w /dB 55 ళξॎ ܦҪဋጟ L w /dB 55 ళξॎ
60
60

50
50
45
ᆁᴑᮇᴑಪξॎ
(ጳভnjઉጳړऻ) 45 ᆁᴑᮇᴑಪξॎ
(ጳভnjઉጳړऻ)
40 ᴑॎᴂॎξॎ 40 ᴑॎᴂॎξॎ
ԍҧᝈξॎ ԍҧᝈξॎ
35
35
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
ᮠဋ f/Hz ᮠဋ f/Hz
(c) 1500 r/min (d) 2000 r/min
图 6 不同转速下经过短齿顶齿根修形 (线性、折线圆弧)、齿形鼓形修形、压力角修形的减速箱声功率级
频率响应曲线
Fig. 6 Sound power level frequency response curves of gearboxes with short tooth top root shape
modification (linear, arc-like), tooth profile drum shape modification, and pressure angle modifica-
tion at different speeds