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小云在过去十几年的耐磨静音齿轮材料的应用开发中，遇到过很多齿轮箱传动的老师和前辈，小云内心敬重和敬佩，但有两句话，小云一直放在心里没敢讲，今天就放在这篇文章里说一说自己的一些看法：

一、齿轮传动选材，如果要静音，选摩擦系数低一些的材料就是了，摩擦系数越低越静音。

小云想说的是：摩擦系数是齿轮传动降噪影响因素的一部分，不少时候还是影响力较小的一部分，而另一个影响齿轮传动降噪的重要而关键的因素，不少时候被我们轻视了，甚至忽略了，这个关键的因素就是“吸振性”，材料是否有优异的吸振性而大幅减少齿轮传动时，振动对减速齿轮箱性能和噪音的影响是非常、非常重要的，请允许小云在这里多加了一个“非常”。等一下，小云会和大家细细聊一下关于“振动”这件事。

二、齿轮传动选材，如果要静音，选软一些的材料就是了，越“软”越静音。

小云想说的是：可能您在过去的不少项目里，选到“软的”材料，做到了齿轮传动的降噪，有些静音效果还很不错，就得出了这个结论。那小云来帮您一起回忆一下，在过去十几年，做静音齿轮或静音减速齿轮箱，是不是也有不少你注塑的齿轮或组装的减速齿轮箱，耐磨耐疲劳寿命怎么也过不了？你的静音齿轮或静音减速齿轮箱有些哪怕只有小幅的温升，效果就不好了？你的静音齿轮或静音减速齿轮箱，刚组装完还好好的，就用了一两个月，噪音怎么变大了，拆开来一看，润滑脂把你的软的静音材料溶胀了。

小云想说的是，深度静音齿轮的耐磨材料是一个世界，你所指的“软”的静音材料只是其中的一部分，而齿轮传动做成低于38分贝的深度静音，难的不是静音，而是在做到深度静音的时候，同时要兼顾减速齿轮箱有优良的耐疲劳性。

“软的”材料也是一个世界，这个世界叫TPE，也叫热塑性弹性体，TPE里面又有基于SEBS的弹性体类（里面充硅油），有TPU（聚氨酯）弹性体，有基于PP和EPDM的TPR或改性PP、有聚酯类的海萃料弹性体、有聚酰胺类弹性体（俗称尼龙弹性体）、有含硅类的弹性体等等，而且每一类里都含有几十甚至上百个的牌号。

所以，您现在可能可以慢慢发现原因：

在过去十几年，做静音齿轮或静音减速齿轮箱，是不是也有不少你注塑的齿轮或组装的减速齿轮箱，耐磨耐疲劳寿命怎么也过不了？你的静音齿轮或静音减速齿轮箱有些哪怕只有小幅的温升，效果就不好了？你的静音齿轮或静音减速齿轮箱，刚组装完还好好的，就用了一两个月，噪音怎么变大了，拆开来一看，润滑脂把你的软的静音材料溶胀了......

三、齿轮传动的振动，到底是怎么一回事呢？

小云想先提第一个问题：为什么用位移、速度和加速度描述振动这一个物理量？这个问题有许多人问过小云，他们的困惑是用三个单位衡量一个物理量太麻烦，而且容易形成混乱。为什么不用一种单位来衡量呢？小云觉得我们应该首先从振动的本质来说。

1、振动是怎么产生的？

力是引起振动的根源。从力的角度来说，有有害的力，也有有益的力，非常遗憾的是在这两个力的较量中，往往都是有害的力占上风，因此产生振动就是一个难免的物理现象了。有害的力像不平衡引起的离心力、预负荷等，有益的力则是系统自身的刚度形成的弹性力、阻尼形成的阻尼力等。有这个了解，我们就可以进一步来说明振动的本质了。

我们可以将减速齿轮箱看作一个系统，这个系统由质量、刚度和阻尼三个主要影响因素构成，换句话说这三个因素会影响振动的大小。我们用三点来说明这三个影响因素：

第一点：质量与加速度有关，即F=ma，质量与加速度产生的是惯性力，这一点我们在中学物理中就学过了，是牛顿定律之一；

第二点：刚度与位移有关，二者产生的力为弹性力；

第三点：阻尼与速度有关，二者形成的为阻尼力。

我们不要小看了这三点，这是我们分析振动问题的基础。这三个影响因素形成了转子动力学理论，被人们形容为“转子动力学中的欧姆定律”。现在我们把前面的部分总结一下：因为力与不同的影响因素有关，不同的计量单位反映了不同的影响因素，所以：用位移来衡量系统弹性力的影响、用速度衡量阻尼力的影响、用加速度衡量惯性力（质量）的影响时合适的。换个角度来说，如果我们测量的振动位移较大，说明被测体具有较大的弹性，而弹性与被测物体的材质有关，这样我们就通过测量振动找到振动过大的原因了。

人们为了用振动速度还是振动加速度而争论，都认为自己说的有道理。坚持用速度的人说，既然振动是因力而生，那么恒定的力产生恒定的速度，这句话没有错吧？坚持用加速度的人则反驳说，F=ma，这个在牛顿定律中就说明了，还用得着讨论吗？乍一听，似乎觉得都有道理，但是前者说的力和后者说的力并不是一种力，前者是阻尼力，后者是惯性力，此力非彼力。因为影响振动的力类型不同，所以很难用一个计量单位来衡量振动，因为每一种计量单位仅仅反映了一项影响因素。

2、减速齿轮箱的噪音产生的来源

（1）、齿轮运行振动速度过快

齿轮运行振动速度过快，主要是在齿轮传动中频率过快，造成的齿轮之间振动频率过快导致的。齿轮运行中振动速度快，将影响振动的频率，产生噪音。

（2）、载荷冲击带来而定齿轮振动

这里将齿轮传动看成一个振动的弹簧体系，齿轮自然成为这个体系中的一份子。当齿轮受到不同程度的载荷时，振动的频率、扭转的方向也会不同，多数会形成圆周方向的振动力。加上齿轮本身在处理噪音方面的问题，就会形成平顺而不尖叫的噪音。

（3）、共振产生的噪音

共振能够产生噪音是每个人都知道的，齿轮传动作为在生产间工作的主要方式，自然也会在运行中出现共振的情况。通过齿轮传动带来的共振是基于齿轮自身刚性差产生的振动以及齿轮之间摩擦产生的振动在同一个振动的频率上，这时二者相互作用就容易产生共振的情况，出现共振带来的噪音。

（4）、部分齿轮表面光洁度不足

众所周知，两种物体如果是平滑的，那么在相互摩擦时产生的振动就小，振动频率和高频波也会小，产生的噪音程度自然也小。但是，很多的齿轮表面过于粗糙，相互摩擦时摩擦面大，振动频率高，产生的噪音也就大并且多。

（5）、缺少正确润滑方法支持

在齿轮保养和噪音降低中，不仅仅是好的润滑剂可以降低齿轮之间的摩擦振动，好的润滑剂使用方法也是降低和减少噪音的重要方法。传统的润滑剂使用方法是在齿轮表面加大润滑剂剂量，使其在运转中降低摩擦，但这种方法对噪音降低收效甚微。以国外对齿轮保养和降低噪音对润滑作用的使用看，更注重润滑方法，即通过润滑剂充分注入齿轮内部的方法，降低噪音。

（6）、齿轮的材料选择不合理

如果采用更有弹性的耐磨材料替代较硬的耐磨材料，一定程度上也能降低齿轮传动的噪音，比如在塑料齿轮应用上，用耐磨静音齿轮专用工程塑料Wintone Z33替代常规的POM，Z33材料在提升耐磨耐疲劳性的同时，可以帮助大幅降低齿轮传动的噪音。

我们在过去的十几年，解决噪音问题往往采用尼龙12或者TPEE材料，但是在用到PA12来解决噪音问题的同时，另外的情况又出现了，PA12和TPEE齿轮能承受的扭矩比POM齿轮小太多，电机温度高于60摄氏度的时候，扭矩下降又太快，还有就是PA12的成本太高了，也限制了部分应用。耐磨静音齿轮专用工程塑料Z33与尼龙12相比，在提高了耐磨耐疲劳性的同时，刚性、韧性和吸振性与尼龙12相比，也都有提高，在很多的小微型减速电机齿轮箱和行星齿轮箱的应用案例中，Z33材料注塑成型的齿轮比尼龙12齿轮具有更好的静音效果。

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