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专利名称：齿轮噪声实验台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种实验台，特别是一种齿轮噪声实验台。
背景技术：
齿轮在现代机械传动中应用极为广泛，几乎所有设备中都会运用到齿轮，而在两齿轮的啮合过程中，由于触碰会产生噪声，随着机器速度的不断提高与人们保护环境意识的不断增强，齿轮传动所引起的振动和噪声将会逐渐受到人们的关注，而与齿轮有关的振动和噪声形成机理相当复杂，目前还没有一个简单的可以测试齿轮噪声的实验装置，而有效控制齿轮振动和噪声的技术还有待深入探索。

发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单的、可以测定和分析齿轮传动噪声的齿轮噪声实验台。解决上述技术问题的技术方案是一种齿轮噪声实验台，包括齿轮A、齿轮B，在齿轮A和齿轮B之间安装有中间齿轮，且齿轮A和齿轮B分别与中间齿轮相啮合，所述的齿轮A、齿轮B和中间齿轮分别悬臂固定安装在三根支承轴的一端端部，其中所述的中间齿轮比齿轮A和齿轮B的齿数多、直径大；所述的齿轮噪声实验台上还安装有噪声记录分析装置，该噪声记录分析装置的轴线正对着中间齿轮的轴中心线。本实用新型的进一步技术方案是所述安装有齿轮A的支承轴另一端通过联轴器A连接有电动机，所述安装有齿轮B的支承轴另一端通过联轴器B连接有磁粉制动器。本实用新型的进一步技术方案是所述安装有中间齿轮的支承轴另一端通过联轴器A连接有电动机，所述安装有齿轮A、齿轮B的两根支承轴另一端通过联轴器B分别连接有磁粉制动器。所述的齿轮A、齿轮B的齿数相同，所述的齿轮A、中间齿轮以及齿轮B均为实心圆板结构。所述的噪声记录分析装置为声级计，该声级计的传声器轴线正对着中间齿轮的轴中心线。所述的电动机为调速电动机，所述的磁粉制动器为制动力矩可调的磁粉制动器。所述的联轴器A为弹性联轴器，联轴器B为刚性可移联轴器。本实用新型的基本原理是传统观点认为，啮合频率是齿轮噪声最重要的频率成分。所谓啮合频率是指单位时间(单位s)内轮齿间相互接触的次数，该啮合频率的计算公式为
' z η
γ =-
60上式中，f为轮齿每秒钟啮合次数，即啮合频率(单位Hz) ；z为齿轮齿数；n为齿轮转速(单位r/min);i为齿轮每转一周一个轮齿的啮合次数，对齿轮A和齿轮B，其i=l，而对于中间齿轮，其i=2。齿轮传动时，相互啮合的两轮齿接触点都会沿齿高方向发生变化，致使每一齿都会发生一次弹性变形过程，进而振动发声。因此，齿轮噪声频率一定含有齿轮的啮合频率成分。此外，齿轮往往通过齿轮端面辐射声响，因此齿轮噪声还含有齿轮横向振动的固有频率成分。但是，人们至今还不能合理解释齿轮噪声为什么总含有两倍 啮合频率值与更高频率值。有人认为，齿轮噪声的两倍啮合频率成分来自啮合起始与终止时的冲击，这显然是站不住脚的。因为如果冲击理论成立的话，那么轮齿啮合到节点还会发生摩擦力方向改变引起的冲击；于是，每个齿啮合一次期间共有三次冲击，即噪声成分应该以三倍啮合频率成分为主，而一倍或两倍啮合频率都不应该明显，这当然与实际情况不符。众所周知，直齿轮啮合传动期间的每个齿都会发生刚度变化而产生噪声。轮齿刚度变化的频率即啮合频率可按啮合频率的计算公式计算，这已成为学术界的共识。而齿轮噪声中的两倍啮合频率成分来自轮齿间摩擦激励的观点，则由本申请的实用新型人最先提出。其依据在于，一对共轭齿廓先后位于啮合起始点与终止点时，齿面间的相对滑动速度达到最大值；特别是，这种最大值的形成与消失都具有突然性，滑动摩擦激励因此随之产生。每个齿在其啮合期间，理论上都存在进入与退出两次摩擦激励，这种激励频率就是啮合频率的两倍。需要说明的是，轮齿刚度变化与齿面间相对滑动摩擦是性质完全不同的两种现象，它们都是激发齿轮噪声的关键原因，因此噪声频谱中必定含有啮合频率和摩擦激励频率这两种频率成分。此外，齿面间突发的相对滑动还会引起高频激励,齿轮噪声中IOOOHz以上的频率成分大多与齿面间的摩擦激励有关。由于采用上述技术方案，本实用新型之齿轮噪声实验台具有以下有益效果I.可有效检测齿轮啮合时产生的噪声由于在齿轮传动中，啮合频率和摩擦激励频率是齿轮噪声最重要的两种频率成分，而本实用新型包括有齿轮A、齿轮B，并在齿轮A和齿轮B之间安装有中间齿轮，由于中间齿轮的齿数较多，直径也较大，且中间齿轮的齿轮每转一周一个轮齿的啮合次数i=2，由啮合频率的计算公式可知，中间齿轮具有更高的啮合频率，当然也具有高得更多的摩擦激励频率，使噪声更易于测试、记录和分析，因此，本实用新型可以有效检测齿轮啮合时产生的噪声。2.有利于分析噪声频率与齿轮本体结构的关系由于本实用新型在齿轮A和齿轮B之间安装有中间齿轮，并将噪声记录分析装置的轴线安装在正对着中间齿轮的轴中心线的位置，因此，在本实用新型中，中间齿轮成为噪声的主要辐射源，从而有利于分析噪声频率与齿轮本体结构的关系。3.可研究油液抑制齿轮噪声的效果以及降噪的有效措施由于本实用新型采用开式齿轮传动，实验时可以不润滑，也可涂油或滴油润滑；当采用不同油液润滑时，可以通过记录分析噪声来评价油液抑制齿轮噪声的效果。另外，本实用新型的齿轮A、中间齿轮以及齿轮B均为实心圆板，其结构简单，便于研究者在相关齿轮端面黏贴阻尼材料或进行其他处置，以便实施多种降噪措施，从而可以研究降低噪声的最有效措施。[0025]4.结构简单，操作方便，便于推广使用由于本实用新型包括齿轮、轴和噪声记录分析装置，而且只是通过简单的连接关系把一些基本的元件连接在一起，没有其他复杂的结构，所以其结构简单，操作方便，便于推广使用。下面，结合说明书附图和具体实施例对本实用新型之齿轮噪声实验台的技术特征作进一步的说明。


图I :实施例一所述本实用新型之齿轮噪声实验台的传动原理图，图2 :实施例二所述本实用新型之齿轮噪声实验台的传动原理图，在上述附图中，各标号说明如下
·[0032]I电动机，2联轴器A，3-滚动轴承，4-齿轮A，5-中间齿轮，6-齿轮B，7-支承轴， 8_联轴器B，9-磁粉制动器， 10-噪声记录分析装置。
具体实施方式
实施例一一种齿轮噪声实验台(参见图1)，包括齿轮A4、齿轮B6，在齿轮A4和齿轮B6之间安装有中间齿轮5，齿轮A4和齿轮B6分别与中间齿轮5相啮合；所述的齿轮A4、齿轮B6的齿数相同，中间齿轮5比齿轮A4和齿轮B6的齿数多、直径大；所述的齿轮A4、齿轮B6和中间齿轮5均为实心圆板结构,该齿轮A4、齿轮B6和中间齿轮5分别悬臂固定安装在由滚动轴承3支承的三根支承轴7的一端端部上，其中安装有齿轮A4的支承轴7另一端通过弹性联轴器A2连接有电动机1，在安装有齿轮B6的支承轴7另一端通过刚性可移联轴器B8连接有磁粉制动器9，所述的电动机I为调速电动机，磁粉制动器9为制动力矩可调的磁粉制动器。所述的齿轮噪声实验台上还安装有噪声记录分析装置10，该噪声记录分析装置10为声级计，声级计的传声器轴线正对着中间齿轮5的轴中心线，使中间齿轮5成为噪声的主要辐射源，从而有利于分析噪声频率与齿轮本体结构的关系。在本实施例一中，所述的齿轮A4实质上是主动齿轮，齿轮B6是从动齿轮，中间齿轮5是惰轮，传动时中间齿轮5轮齿的每一侧都是工作侧。实施例二 一种齿轮噪声实验台(参见图2)，包括齿轮A4、齿轮B6，在齿轮A4和齿轮B6之间安装有中间齿轮5，齿轮A4和齿轮B6分别与中间齿轮5相啮合；所述的齿轮A4、齿轮B6的齿数相同，中间齿轮5比齿轮A4和齿轮B6的齿数多、直径大；所述的齿轮A4、齿轮B6和中间齿轮5均为实心圆板结构,该齿轮A4、齿轮B6和中间齿轮5分别悬臂固定安装在由滚动轴承3支承的三根支承轴7的一端端部上，其中所述安装有中间齿轮5的支承轴7另一端通过联轴器A2连接有电动机1，所述安装有齿轮A4、齿轮B6的两根支承轴7另一端通过联轴器B8分别连接有磁粉制动器9。所述的电动机I为调速电动机，磁粉制动器9为制动力矩可调的磁粉制动器。所述的齿轮噪声实验台上还安装有噪声记录分析装置10，该噪声记录分析装置10为声级计，声级计的传声器轴线正对着中间齿轮5的轴中心线，使中间齿轮5成为噪声的主要辐射源，从而有利于分析噪声频率与齿轮本体结构的关系。在本实施例二中，所述的齿轮A4、齿轮B6实质上均是从动齿轮，中间齿轮5是主动轮，传动时中间齿轮5轮齿的某一侧为工作侧。作为实施例一和实施例二的一种变换，所述的齿轮A4、齿轮B6的齿数也可不相同，齿轮A4、中间齿轮5以及齿轮B6也可不为实心圆板结构。作为实施例一和实施例二的又一种变换，所述的噪声记录分析装置10也可以是除声级计外的其它装置。作为实施例一和实施例二的又一种变换，所 述的电动机I也可以不是调速电动机，所述的磁粉制动器9也可以不是制动力矩可调的磁粉制动器。作为实施例一和实施例二的又一种变换，所述的联轴器A2也可以不是弹性联轴器，联轴器B8也可以不是刚性可移联轴器。
权利要求1.一种齿轮噪声实验台，包括齿轮A (4)、齿轮B (6)，其特征在于在齿轮A (4)和齿轮B (6)之间安装有中间齿轮(5)，且齿轮A (4)和齿轮B (6)分别与中间齿轮(5)相啮合，所述的齿轮A (4)、齿轮B (6)和中间齿轮(5)分别悬臂固定安装在三根支承轴(7)的一端端部，其中所述的中间齿轮(5)比齿轮A (4)和齿轮B (6)的齿数多、直径大；所述的齿轮噪声实验台上还安装有噪声记录分析装置(10)，该噪声记录分析装置(10)的轴线正对着中间齿轮(5)的轴中心线。
2.根据权利要求I所述的齿轮噪声实验台，其特征在于所述安装有齿轮A(4)的支承轴(7)另一端通过联轴器A (2)连接有电动机(1)，所述安装有齿轮B (6)的支承轴(7)另一端通过联轴器B (8)连接有磁粉制动器(9)。
3.根据权利要求I所述的齿轮噪声实验台，其特征在于所述安装有中间齿轮(5)的支承轴(7)另一端通过联轴器A (2)连接有电动机(I )，所述安装有齿轮A (4)、齿轮B (6)的两根支承轴(7)另一端通过联轴器B (8)分别连接有磁粉制动器(9)。
4.根据权利要求I所述的齿轮噪声实验台，其特征在于所述的齿轮A(4)、齿轮B (6)的齿数相同，所述的齿轮A (4)、中间齿轮(5)以及齿轮B (6)均为实心圆板结构。
5.根据权利要求I所述的齿轮噪声实验台，其特征在于所述的噪声记录分析装置(10)为声级计，该声级计的传声器轴线正对着中间齿轮(5)的中心线。
6.根据权利要求2或3所述的齿轮噪声实验台，其特征在于所述的电动机(I)为调速电动机，所述的磁粉制动器(9)为制动力矩可调的磁粉制动器。
7.根据权利要求2或3所述的齿轮噪声实验台，其特征在于所述的联轴器A(2)为弹性联轴器，联轴器B (8)为刚性可移联轴器。
专利摘要一种齿轮噪声实验台，涉及一种实验台，包括齿轮A、齿轮B，在齿轮A和齿轮B之间安装有中间齿轮，且齿轮A和齿轮B分别与中间齿轮相啮合，所述的齿轮A、齿轮B和中间齿轮分别悬臂固定安装在三根支承轴的一端端部，其中所述的中间齿轮比齿轮A和齿轮B的齿数多、直径大；所述的齿轮噪声实验台上还安装有噪声记录分析装置，该噪声记录分析装置的轴线正对着中间齿轮的轴中心线。本实用新型可有效检测齿轮啮合时产生的噪声，有利于分析噪声频率与齿轮本体结构的关系，可研究油液抑制齿轮噪声的效果以及降噪的有效措施，具有结构简单，操作方便的特点，便于推广使用。
文档编号G01H17/00GK202599519SQ20122022245
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者高中庸, 胡志成, 申其芳, 朱萍, 苏立国 申请人:广西工学院