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圆弧齿轮产生振动和噪声的原因分析

来源:胡歌 发布时间:2013/1/25 15:09:57
根据齿轮试验台的特点,试验过程中首先在相同的输入转矩下,将试验齿轮转速大致以等比级数提高来测试相同载荷下,齿轮运转速度变化对其振动、噪声等的影响情况;然后在保持相同的运转速度的前提下,改变齿轮的输入转矩,来测试相同转速下输入转矩变化对其振动、噪声等的影响情况。试验齿轮的转速、载荷的设置如所示。

检验项目有齿距累积误差$ffB、一个轴向齿距内的齿向误差$fB、8个齿距累积误差$Fp8等。经过实际检测表明,所加工的齿轮精度完全符合设计所要求的8-8-7级标准。试验齿轮参数如所示。

    这样,对应3种不同的齿宽,本文实际共进行了36种不同齿轮设计参数、工况参数组合下的振动、噪声的实际测试。

  频域特性分析通过本试验得到300余幅实际测试的振动信号在时域、频域内的图形。本文只对其频域信号进行一些分析。给出了所有3种齿宽,每种齿宽下12种不同工况时实际测试得到的在高速级齿轮的轴承座的周向、径向、轴向和低速级齿轮的轴承座径向4个方向上共144个实时振动加速度信号,经频谱分析仪分析后得出的最大加速度振动分量的频率与相应的啮合齿频及其谐波对比的统计数据。其中,有3个振动信号因测试时接地不好,而混入50Hz交流电信号,故予以剔除。所以,实际是对141个数据进行统计的结果。
试验方法、试验齿轮参数及试验方案通过改变试验齿轮的齿宽来分析研究不同工况下双圆弧齿轮传动的动态性能。试验过程分3个阶段进行,每一个阶段对应测试一种齿宽下的齿轮动态性能指标。为保证各试验阶段齿轮的精度尽量相同,在完成齿轮跑合后进行齿轮着色检查,在表明接触带接触情况良好条件下进行第一阶段的试验测试。试验完毕将试验齿轮连轴、轴承整体拆下,在车床上沿齿轮的两个端面对称车薄至下一阶段试验所要求的齿宽后,再重新进行装配,接着开始下一阶段的试验测试工作。


  从统计数据看出,双圆弧齿轮在所测试的各个方向上产生的最大振动分量的频率绝大部分是齿频fz=n1z1/60及其谐波m@fz,频率最高时达6倍于齿频fz。其中,一倍齿频分量(m=1)占所有频率分量的41%左右,4倍齿频以下的频率分量(m<4)占所有频率分量的84%左右。