课题2-机械传动中噪声的测量及控制

1．了解噪声的基本概念。2．熟悉机械传动中噪声的主要来源。3．掌握噪声的测量方法，明确噪声的测量位置、测量环境和测量条件。4．掌握降低机械传动噪声的有效方法。5．能做好机械噪声的防护措施。6．能对噪声源与故障源进行识别。7．能用声级计对机械噪声进行测量。课题2机械传动中噪声的测量及控制学习目标课题2机械传动中噪声的测量及控制噪声是一类引起人烦躁或音量过强而危害人体健康的声音。从环境保护的角度讲，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音产生干扰声音，都属于噪声。从物理学的角度讲，噪声是发声体做无规则振动时发出的声音。课题2机械传动中噪声的测量及控制一、噪声的基本概念1．声压和声压级声音由物体的振动产生，声波作用于物体上的压力称为声压，其单位是Pa。用声压级来表示人耳能听到的声音范围就小得多了，只是在0～120dB的范围内。其中0dB表示参考声压级，120dB为最大声压级。课题2机械传动中噪声的测量及控制2．响度级及计权网络人耳对声音的感觉不仅与声音有关，而且还与声音的频率有关。根据人耳的这个特性，引出一个与频率有关的响度级，单位为“方”。为了使声音的客观量和人耳听觉主观感受近似取得一致，在测量噪声的声级计中设置了A、B、C三种频率计权网络，使所接受的声音按不同程度滤波，以修正仪器频率响应，如图10-2-1所示。课题2机械传动中噪声的测量及控制图10-2-1计权网络的频率响应课题2机械传动中噪声的测量及控制3．声的频谱为了解某噪声源的噪声特性，就需要详细地分析各个频率成分和相应的强度，称为频谱特性。为测量和分析方便，把宽广的声波频率范围分成几个频段，称频带或频程。对于每一频带或频程都有上、下两个截止频率，上、下截止频率之差就是频带度，简称带宽。课题2机械传动中噪声的测量及控制由上、下截止频率决定的中间区域称为通带。上、下截止频率比为2∶1的频程，称倍频程，每一倍频程的通带称为倍频带。有时为了得到比倍频程更加详细的频谱，也用1/3倍频程，即把一个频率分成3份。目前常用的倍频程和1/3倍频程的频段见表10-2-1。课题2机械传动中噪声的测量及控制表10-2-1倍频程和1/3倍频程

Hz课题2机械传动中噪声的测量及控制课题2机械传动中噪声的测量及控制以各倍频程的中心频率为横坐标，以测得的倍频带声压级为纵坐标，就可得出倍频程声压级与中心频率的关系图－频谱图（图10-2-2），就可以对噪声进行频谱分析。课题2机械传动中噪声的测量及控制图10-2-2频谱图课题2机械传动中噪声的测量及控制二、机械传动中噪声的主要来源和测量1．机械传动中噪声的主要来源（1）回转运动平衡失调引起振动产生的噪声，如各种螺旋桨、叶轮，以及钻孔、搅拌等工具作用时产生的噪声。（2）往复运动惯性力冲击引起振动而产生的噪声。如气缸的活塞、曲柄轴的组合运动，刨床、磨床刀具的切削运动等。课题2机械传动中噪声的测量及控制（3）撞击引起振动而辐射的噪声。如打桩、破碎等机械撞击。（4）接触摩擦引起振动而辐射的噪声。如齿轮在旋转时产生摩擦引起振动而产生噪声。（5）流体引起的噪声。（6）振动传递引起机架、机罩、机座、管道等振动而辐射的噪声。课题2机械传动中噪声的测量及控制2．机械传动中噪声的测量（1）噪声测量仪器噪声测量中最简便、最常用的是便携式声级计。声级计的外形如图10-2-3所示。图10-2-3声级计外形课题2机械传动中噪声的测量及控制声级计一般分普通声级计和精密声级计两种。普通声级计的测量误差约为±3dB，精密声级计约为±1dB。声压信号经传声器转换为电压信号，通过放大器放大后，经计权网的处理，表头上可显示分贝值。声级计测得的噪声是经具有三种频率的计权网络处理后得到的。课题2机械传动中噪声的测量及控制利用声级计的A、B、C计权网络测得的声级读数，可以粗略地估计所测得噪声的频率特性：当LA=LB=LC时，噪声在高频段占优势。当LA＜LB=LC时，噪声在中频段占优势。当LA＜LB＜LC时，噪声呈低频特性。课题2机械传动中噪声的测量及控制（2）机械传动噪声测试的目的和内容测试的目的是按照有关标准检查机械传动的噪声。测量的内容包括以下两个方面。1）机械传动噪声声压级的测量。2）机械传动噪声的频谱分析。课题2机械传动中噪声的测量及控制（3）测量方法1）测量前的仪器准备。以国产ND2型精密声级计为例。①电池供电电压检查。②仪器使用前的示值校正。课题2机械传动中噪声的测量及控制图10-2-4活塞发声器外形课题2机械传动中噪声的测量及控制图10-2-5仪器示值校正时的旋钮位置课题2机械传动中噪声的测量及控制2）测量条件规定①测量环境。②测点位置。③设备状态。课题2机械传动中噪声的测量及控制3）声压级的测量。4）声级的测量。5）声音的频谱分析。课题2机械传动中噪声的测量及控制三、噪声的测量位置、测量环境和测量条件1．测量位置在确定测量位置时，应考虑到近场误差和反射声波的影响。在噪声测量之前，应了解在具体测试环境下声源的声场特性。为了避免反射声波的影响，测点要尽量远离反射面，如高墙、大型装置等，一般应距主要反射面2～3m。课题2机械传动中噪声的测量及控制2．测量环境在测量噪声时，会受到周围环境噪声的干扰，导致测量的准确性降低。所以，在现场测量时，应先测定本底噪声。表10-2-2被测噪声源的修正值dB课题2机械传动中噪声的测量及控制3．测量条件（1）大气压主要影响传声器的校准，当大气压改变时，应适当修正读数。（2）空气的相对湿度对噪声测量也有影响，当潮湿空气进入电容传声器并凝结时，会使电容传声器的极板与膜片产生放电现象，影响测量结果。课题2机械传动中噪声的测量及控制（3）当有空气流过传声器时，传声器吸流一侧产生湍流，因而使传声器的膜片压力产生变化而出现风噪声，风噪声的大小与风速成正比。（4）风对噪声测量能引起很大的误差，在大风（风速高于20km/h）时不能使用声级计，因为此时被测噪声将被风掩盖。课题2机械传动中噪声的测量及控制四、机械传动中降低噪声的方法1．降低齿轮噪声（1）提高齿轮的制造精度，主要是提高齿轮的工作平稳性精度、接触精度，减小齿面表面粗糙度值；提高齿轮的安装精度，主要是提高安装时的同轴精度。提高齿轮的刚度，可以提高其固有频率，避免薄壁振动。课题2机械传动中噪声的测量及控制当齿轮直径一定时，可以用加大齿轮轴向尺寸的方法来提高其刚度。但机床上装配齿轮的轴往往比较细长，刚度较低，如果加大齿部的宽度，轴变形后的倾斜，会产生局部点接触，从而加大噪声。因此，对大而薄的齿轮，可采用增加轮毂轴向尺寸而不增加齿部宽度的方法，如图10-2-6a所示。课题2机械传动中噪声的测量及控制（2）增加阻尼，比较简单的方法是在齿轮副等噪声辐射表面涂以阻尼材料，例如喷涂含铅量大的巴氏合金（图10-2-6b）。也可以在齿轮端面上环槽内灌注以氨氢酸乙酯橡胶为主要成份的衰减材料（图10-2-6c）。在齿轮内装入可轴向移动的惯性质量，并将硅油注入空隙处，最后加盖封闭（图10-2-6d），其减振降噪效果较好。课题2机械传动中噪声的测量及控制图10-2-6使齿轮振动降噪的方法a）大直径齿轮加厚轮毂b）涂吸振材料c）充填衰减材料d）装入惯性质量和硅油增加阻尼课题2机械传动中噪声的测量及控制（3）控制产生齿轮噪声的外部因素。保证箱体孔之间的平行度精度，保证传动轴有足够的刚度，对重要的高速齿轮减少甚至消除轴孔和键侧的配合间隙等措施，是控制齿轮噪声外部因素的主要方面。课题2机械传动中噪声的测量及控制2．降低轴承噪声3．降低带传动噪声4．降低联轴器因装配不良而产生的噪声5．降低箱壁和罩壳的振动噪声课题2机械传动中噪声的测量及控制五、机械噪声的防护措施根据测试和研究，为保护人体健康的噪声卫生标准应是85～90dB（A）。国际标准组织（ISO）的标准为：为保护听力，每天工作8h，其允许的连续噪声为90dB（A），若允许值提高5dB（A），则其工作时间应减少一半。但在任何情况下也不允许超过115dB（A）。课题2机械传动中噪声的测量及控制从防护来说，一方面可通过改进结构，提高部件的加工精度和装配质量，采用合理的操作方法等来降低声源的噪声发射功率；另一方面可利用声的吸收、反射、干涉等特性，采用吸声、隔声、减振、隔振等技术，以及安装消声器等控制声源噪声辐射。图10-2-7听力保护装置课题2机械传动中噪声的测量及控制六、技能训练1．噪声源与故障源识别噪声监测的一项重要内容就是通过噪声测量来分析和确定机械设备故障的部和程度。（1）主观评价和估计法（2）近场的测量法（3）表面振速测量法（4）频谱分析法（5）声强法课题2机械传动中噪声的测量及控制2．使用声级计检测噪声（1）准备测量仪器，ND2型精密声级计，声级计支架。（2）选择计权网络级，一般采用A声级。（3）确定测量仪器的安装位置及设备的测量点。（4）对设备安装地测量环境、测量条件进行考察，并分析它们对测量精确度的影响。（5）本底噪声测定，计算修正值。课题2机械传动中噪声的测量及控制（6）设备噪声测定和计算：设备噪声=测定噪声值-本底噪声修正值。（7）设备噪声源或故障源的识别。（8）根据测量结果，制定降低噪声措施。（9）写出噪声测量分析报告。课题2机械传动中噪声的测量及控制思考与练习1．试述声压、声压级及响度级的定义，并说出声压、声压级与响度级的区别。2．A声级表示何意义，为何常用A声级来代表噪声的大小？3．试述频谱特性、频程和倍频程的