空气传播噪声试验规范：GB/T6404.1—2005/ISO8579-1：2002

时间：2023-07-01 理论教育 版权反馈

【摘要】：范围GB/T 6404的本部分给出了确定齿轮装置和带电动机的齿轮装置发出的、由空气传播的噪声的必要说明和标准条件。GB/T 6404的本部分的目的是保证在规定的范围内确定空气传播噪声辐射特性的再现性，该范围由所使用的基本测量方法的精度等级确定。表14-110是ISO 9614-2：1996给出的典型例子。③在特定装置上可使用ISO 3745：2003的2级精度。

（1）范围

GB/T 6404的本部分给出了确定齿轮装置和带电动机的齿轮装置发出的、由空气传播的噪声的必要说明和标准条件。结合用于试验的运行条件和安装条件，还给出了允许的测量方法。

辐射特性包括规定位置的辐射声压级和声功率级，下列资料的确定是必要的。

1）齿轮装置和带电动机的齿轮装置的制造者，目的是为了得到他们可能说明的辐射噪声。

2）比较在运行条件下齿轮装置和带电动机的齿轮装置的辐射噪声。

3）在设计阶段噪声控制的目的。

GB/T 6404的本部分的目的是保证在规定的范围内确定空气传播噪声辐射特性的再现性，该范围由所使用的基本测量方法的精度等级确定。GB/T 6404的本部分允许使用的噪声测量方法为工程法（2级）和概测法（3级）。

（2）齿轮类型和声学环境

1）齿轮装置的形式GB/T 6404的本部分包括圆柱齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆传动的工业齿轮装置和带电动机的齿轮装置。

存在下列3种齿轮传动形式：

①齿轮装置——独立的驱动或被驱动装置。

②带电动机的齿轮装置——电动机与齿轮装置连为一体的装置。

③齿轮传动系统——电动机或驱动装置安装在同一个底座上，且该底座上还安装在其他需要的辅助装置。

是测量系统的噪声还是测量单个齿轮装置的噪声，用户和制造者应协商一致。

如果有可能的话，在辐射噪声测量期间应安装安全防护板（如万向节和联轴器防护板）和隔离罩。

2）声学环境GB/T 6404的本部分允许每种形式的齿轮装置安装在下列3种可能的声学环境中：

①现场；

②工场试验场地；

③指定声学环境的特定场合。

（3）声功率级的确定

1）概述除非另有说明外，采用A计权声功率，且用制造者选用的方法在制造者的试验设备上测量。

2）方法在所使用的测量方法中，必须要考虑测量的精度等级。每种ISO标准方法都给出了精度等级的特定不确定度范围，2级比3级更精确。表14-110是ISO 9614-2：1996给出的典型例子。

下列2级精度的方法是测量声功率级的优选方法：

①ISO 3743-1：1994。

②ISO 3744：1994。

③ISO 9614-1：1993或ISO 9614-2：1996。

若已确定不能使用2级精度的方法，则可使用下列3级精度的方法之一：

①ISO 3746：1995。

②ISO 9614-1：1993或ISO 9614-2：1996。

表14-110 声功率级测量的不确定度

注：在1/3倍频程中，在400～5000Hz以外，用A计权声功率级评价时，不适用规定的不确定度。需单独给出不确定度。

①63Hz～4kHz或50Hz～6.3kHz。

②确定度95%时，则认为A计权声功率级为真实值，测量值的偏差范围为±3dB。

如果上述方法均无法采用，则可使用ISO/TR 7849：1987的方法。

测量工业齿轮或带电动机的齿轮装置的声功率级所选用的基本标准见表14-111或表14-112。

表14-111 测量齿轮装置和齿轮传动系统声功率级的标准选择

（续）

注：1.无论在什么地方只要可行，用黑体字所写的标准为优先选用标准。

2.对于每种情况，标准的优先选用顺序为本表所列顺序。

3.ISO 9614指ISO 9614-1：1993或ISO 9614-2：1996。

①对于试验，未充分反映出现场条件下的有效功率。

②齿轮装置的大小可能妨碍适合的测量。

③在特定装置上可使用ISO 3745：2003的2级精度。

④通常要求有完全反射面的声学环境。

⑤通常要求有混响的房间。

⑥为了适合的测量，背景噪声可能太不稳定。

⑦为了测量，两个装置之间不能太近。

⑧作所有必要的测量的时间可能太长。

表14-112 测量带电动机的齿轮装置的声功率级的标准选择

注：1.无论在什么地方只要可行，用黑体字所写的标准为优先选用标准。

2.对于每种情况，标准的优先选用顺序为本表所列顺序。

3.ISO 9614指ISO 9614-1：1993或ISO 9614-2：1996。

①对于试验，未充分反映出现场条件下的有效功率。

②齿轮装置的大小可能妨碍适合的测量。

③在特定装置上可使用ISO 3745：2003的2级精度。

④通常要求有完全反射面的声学环境。

⑤通常要求有混响的房间。

⑥对于特定的测量、背景噪声可能太不稳定。

表14-111和表14-112之间的差别反映在测量齿轮装置和带电动机的齿轮装置时的相对难易程度上。表14-111针对于用部件连结的齿轮装置和齿轮传动系统，因此，是一个更为复杂的测量方法。表14-112对于齿轮装置的噪声和电动机的噪声不分离的带电动机的齿轮装置，测量相对容易些。术语“带电动机的齿轮装置”也可以包括噪声不分离的其他的电动机直连型装置。它可以包括直连型齿轮传动装置和发电机以及直连型液压马达。

注：推荐国际标准目录：

ISO 3743-1：1994基于低背景噪声和硬墙壁房间。这个国际标准规定了为计算声功率级的1/1倍频程声压级测量方法；

ISO 3744：1994基于低背景噪声和非混响环境。这个国际标准规定了用测量A计权声压级或1/1倍频程和1/3倍频程声压级来计算声功率级的方法；

ISO 3745：2003基于无回声或半无回声的试验室。这个国际标准规定了为计算声功率级的A计权声压级，还提供了3级精度的A计权声功率级；

ISO 3746：1995很少使用。它仅给出了A计权声压级，还提供了3级精度的A计权声功率级；

ISO 9614可适用于所有的环境，包括（一个大的范围）混响和外来声源。它给出了声密度和声压测量方法。取决于混响和外来声源的大小，它给出了A计权、综合或1/1倍频程声功率级。仅对于3级精度，采用综合A计权声功率级；

ISO 9614-1：1993要求在测量声密度的同时测量声压（分散点）。在这种情况下，测点的数量通常多于基于声压测量标准所使用的测点数量；

ISO 9614-2：1996要求在测量声密度的同时连续测量声压。应在局部球面或球面上测量，这取决于机器形状。这种方法通常能减少测量时间。

ISO/TR 7849：1987是一个技术报告，仅在当其他方法不能实现时使用。这种方法基于齿轮装置或带电动机的齿轮装置相应部件的振动速度的测量。它给出了A计权声功率级或1/1倍频程或1/3倍频程声压级的计算。

3）基准体、测量表面、传声器的位置和声强测头

①概述。当使用ISO 3744：1994、ISO 3746：1995，ISO 9614-1：1993或ISO9614-2：1996时，适用②～④。

②基准体。基准体是一个假想平面，通常是包容被测齿轮装置或带电动机的齿轮装置的最小简单容体（平行六面体或箱体），但不包括辅助装置、连结元件和齿轮装置的原动机。齿轮传动系统的基准体应包括的装置由齿轮传动系统的制造者提供。基准体将声源封闭起来，且到反射面（硬地面或水）结束。基准体的例子见图14-79～图14-81。

注：声源中不贡献声辐射的小部分可不包括在基准体内。

③测量表面。测量表面通常是包容基准体且在给定距离上的表面。

测量表面和基准体之间的距离称为测量距离。它取决于所使用的基本方法：

——ISO 3744：1994基于声压级测量，距离d=1m；

——ISO 9614基于声压密度测量，距离d为：

ISO 9614-1：1993：d≥0.5mm

ISO 9614-2：1996：d≥0.2mm

典型的测量表面见图14-79～图14-81。当反射面位于测量距离上或位于测量距离之内时，测量表面到反射面而终止。

图14-79 齿轮装置的基准体和测量表面

1—试验台平面 2—齿轮装置 3—基准体 4—测量表面 5—电动机 6—载荷

图14-80 齿轮传动系统的基准体和测量表面

1—试验台平面 2—齿轮传动系统 3—基准体 4—测量表面 5—载荷

④传声器和声强测头的位置。传声器和声强测头在测量表面上的位置由所使用的标准来规定。

对于声压测量，典型的传声器位置见图14-82～图14-89。对于不同的声强测量，声强测头的位置和距离可能不同。

传声器和声强测头的合适位置，应小心选择，使之与机械的布置、墙壁的位置或声反射面相适应。然而仅来自于齿轮装置的辐射不能精确地反映声功率。

对于不同类型和大小的齿轮装置，更多的传声器放置位置的例子见本节（10）。

4）测量的不确定度测量的不确定度根据所使用的相应标准和精度等级而定。

图14-81 带电动机的齿轮装置的基准体和测量表面

1—试验台平面 2—带电动机的齿轮装置

3—基准体 4—测量表面

注：在困难的条件下（由于振动、电场和磁场、风或蒸汽、非正常温度等）测量可能是离散的。

（4）辐射声压级的确定

1）使用的基本标准测量点的A计权声压级用ISO 11203：1995确定[使用根据Q（Q=Q₂）计算值的方法]，这个标准给出了根据A计权声压级确定A计权声功率级的误差，给出了包容定义在（3）、3）、③中的齿轮装置整个测量面上的平均A计权声压级。

图14-82 机械安装在地板上或墙壁上的例子

图14-83 图14-82的测点布置

图14-84 机械安装在地板上和接近墙壁时的例子

图14-85 图14-84的测点布置

2）测量点由于齿轮装置和带电动机的齿轮装置没有标明测量点，通常将测量点定义为距基准体[定义在（3）、3）、②中]1m距离上的点。

（5）安装和连结条件

1）精度等级精度等级取决于安装和连结条件，对要求的精度等级，由于声强法在很大程度上不受外来声源的影响，因此用声强法测量比用声压法测量的限制要少得多。

图14-86 机械安装在具有硬的声反射壁的凹坑里的例子

图14-87 图14-86的测点布置

2）声学环境

①概述。齿轮装置的安装和连结条件取决于声学环境。

②指定声学环境的特定场合。试验场合是一个预期声学测量的特定区域。试验场合应满足下列最低要求：

a.使用低噪声驱动和制动装置。

b.避免驻波的影响。

c.隔离齿轮装置和地基之间结构传播的噪声。

d.避免机械共振。

图14-88 距声反射面有较远距离的机械安装例子(www.daowen.com)

e.对于齿轮装置，用声学屏障或封闭传动元件来隔离制动装置和驱动装置（或电动机）的噪声。

用2级精度测量噪声时，可能需要专门设计的测量装置。

③工场试验场地。来自齿轮装置的加载、输入和输出法兰以外的制动元件以及连接的辅助系统的声反馈不应影响齿轮装置或带电动机的齿轮装置发出噪声的测量。应优先选用低噪声制动元件。

应考虑的因素如下：

a.连接系统的隔声罩；

b.在其他声源最小的情况下运行；

c.对于齿轮装置，驱动元件（或电动机）、转动元件和制动装置的临时声隔离；

d.反射面上使用临时吸声材料。

④现场。在任何可能的情况下，应采取下列措施改善声学环境：

a.在其他声源最小的情况下运行；

b.对于齿轮装置，驱动元件（或电动机）、传动元件和制动装置的临时声隔离；

c.反射面上使用临时吸声材料。

（6）噪声测量期间的运行条件

1）概述除非用户和制造者（或供应者）之间另有协议，应使用（6）、2）～（6）、4）的条件。

图14-89 测量的不确定度

如果在试验期间由于功率的限制或其他原因，使正常工作条件无法实现需降低条件时，用户和制造者应协商一致。

2）噪声测量期间的试验条件试验条件如下：

①齿轮装置应在预定的旋转方向下（如果要求反转则是两个方向）进行试验。

②测量时应使用工作时的润滑系统和等于工作时润滑油粘度的润滑油。

③测量时，齿轮装置应在设计要求的温度下运行。

3）运行速度齿轮装置应该在预定的工作转速下进行试验。

除非制造者和用户另有协议，齿轮装置应在预定的整个工作速度范围内进行试验。

4）运行载荷齿轮装置的测量应在额定载荷或协议载荷下进行。运行的载荷可选下列之一：

①齿轮装置规定的额定载荷（等于保证载荷）。

②合同载荷（除额定载荷外）。

③效率最高点的名义载荷。

注：如果合同载荷是较低载荷（或空载）时，要小心出现振动，这种振动很难解释。

（7）资料的记录

记录的资料包括试验所用噪声测量标准要求的所有资料。

（8）试验报告的内容

试验报告的内容至少要包括制造者提供的做噪声试验的说明或用户要求的检验值。

作为最低要求，试验报告应包括下列内容：

1）齿轮装置形式（见（2）、1））的全部说明。

2）齿轮装置的技术特点。

3）参考GB/T 6404的本部分和所使用的基本噪声辐射标准，在GB/T 6404所允许的标准之间选择适用标准；如果根据齿轮装置的功率，本噪声试验规范推荐使用2级精度标准，但却使用了3级精度标准，那么就要说明为什么不能使用2级精度标准的理由。

4）影响本噪声试验规范及所用基本标准所有要求的因素均应说明。

5）说明和运行条件，包括试验房间的尺寸、齿轮装置的布置、测量点的位置、测量点距齿轮装置表面的距离以及测量点的数量（见（5）节）。

6）所用测量仪器一览表，包括制造商、型号及标定状况。

7）噪声辐射值的获得（A计权声压级或声功率级）。适当时，也可以是频带声功率级。

（9）噪声辐射值的说明和验证

噪声辐射值的说明完全是制造者的责任，所说明值应该能用ISO 4871：1996进行验证。

推荐说明在（4）、2）中定义的测量点处的A计权声功率级和A计权声压级。噪声说明应明确指出根据本试验标准或基础标准（或两者）测量的偏差。

对于说明所使用的方法，推荐使用ISO 4871：1996附录A中给出的方法。

对最初确定的验证应在如说明所述的安装条件和运行条件下进行。单个机器噪声根据ISO 4871：1996中的6.2进行验证。

外来噪声辐射值（包括1/1倍频程声功率级及所述噪声辐射值的测量值）也应在说明中给出。在这种情况下，应小心，以免外来噪声辐射值和所要表明的噪声辐射值混淆。

（10）不同类型和大小齿轮装置测量表面上传声器放置位置示例（图14-90～图14-98）

（11）不同类型和大小齿轮装置的典型声级（声功率级和声压级）

图14-90 单级减速齿轮装置

1—试验台表面 2—齿轮装置 3—电动机 4—载荷 —传声器的位置

1）目的本节的目的是给出被测闭式齿轮装置的典型声级。

注：声功率和声压是不同的数值，其分贝数不能直接比较。

2）典型声压级

①概述。齿轮传动系统的声源很重要，然而，当评价系统的噪声是否满足要求时，声源发出的声级和测量方法则更为重要。对于齿轮工业，已有多年在试验台上和使用现场测量噪声的经验。这些经验表明对于旋转试验或加载试验的声压级是可期望的。可从相同的装置或比较装置上或从类似装置上推演出的经验数据或从两种方法获得声压级。这种声级通常不包括由驱动或被驱动装置的噪声和系统的影响。当齿轮装置实际安装好后，由于齿轮装置是总的声学系统的一部分，要评价或预测它的声压级是困难的。除了齿轮装置外，总的声学系统还包括原动机、被驱动装置、齿轮装置的安装和声学环境。通过检验系统参数（如速度和载荷）的影响，即可观察到这一问题。

图14-91 三级减速（带斜齿锥齿轮的磨机传动）齿轮装置

1—试验台表面 2—齿轮装置 3—电动机 4—载荷 —传声器的位置

图14-92 三级减速（平行轴传动）齿轮装置

1—试验台表面 2—齿轮装置 3—电动机 —传声器的位置

图14-93 蜗轮蜗杆传动

1—试验台表面 2—带电动机的齿轮装置 —传声器的位置

图14-94 高速“背靠背”试验台

1—试验台表面 2—齿轮装置1 3—齿轮装置2 4—电动机 —传声器的位置

图14-95 实用的试验测量方案

1—电动机 2—联轴器 3—齿轮装置（橡胶混料用） —传声器的位置

图14-96 确定各部分装置声级的典型的现场测量装置

1—电动机 2—混料器 3—齿轮装置 4—润滑系统 —传声器的位置

②典型最大值。具有代表性的齿轮装置类型的典型最大声压级见图14-99～图14-105。这些图作为资料，仅供参考。图14-99～图14-101的典型最大曲线是建立在由图中的点给出的齿轮装置的声压级测量值基础上的。图14-100中带电动机的齿轮装置的曲线是将电机的声压级附加到齿轮装置的声压级上而获得的。

③速度的影响。速度（输入转速，r/min）对齿轮装置声压级的影响的典型值见图14-102。

图14-97 隔离式试验测量装置

1—电动机 2—齿轮装置 3—载荷 4—速度、转矩控制 5—吸声墙壁 —传声器的位置

图14-98 工场试验场地载荷试验布置框图

1—被试验齿轮装置 2—齿式联轴器 3—浮动轴 4—增速齿轮装置 5—驱动电动机 6—发电机 —传声器的位置

图14-99 在空载或轻载下，典型最大和平均A计权声压级是高速级齿轮节圆线速度的函数

图14-100 在空载或轻载下，典型最大和平均A计权声压级是产品样本中的额定功率的函数

a—典型最大值：带电动机的齿轮装置（全封闭式风冷电动机，1800r/min）

b—典型最大值：带电动机的齿轮装置（防水式电动机，1800r/min）

c—典型最大值：串联减速器和增速器（不带电动机）

d—平均值：串联减速器和增速器（不带电动机）

图14-101 在空载或轻载下A计权声压级（离箱体0.9m）是节线速度的函数

④载荷的影响。影响齿轮装置声级的最明显的参数之一是载荷。到目前为止大多数文献表明噪声随着载荷的增加而增大（图14-103）。一些数据表明对于直齿轮传动加载试验的噪声会比空载（旋转）试验时的噪声增加20dB。然而，根据齿轮工业所收集到的数据表明声级并不总是随着载荷的增加而增加。在一些情况下，如为了加载后的变形和运行温度，齿轮的几何参数被修改时，甚至会出现相反的情况。直到达到了设计载荷和设计温度时，啮合噪声才会大起来。根据统计数据的平均值，满载（额定载荷/使用系数）时齿轮装置的噪声比空载时大约增加4dB（A）（见图14-104斜齿轮、人字齿轮、弧齿锥齿轮和蜗轮蜗杆传动）。