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齒輪減速機相對于齒輪的嚙合頻率說明

來源:www.tj-sunyon.com   點擊: 次   日期:2018-07-27 09:53

齒輪齒輪減速機傳動結構的頻譜復雜,包含嚙合頻率及其諧頻、以嚙合頻率諧頻為載波頻率,軸轉頻為調制頻率的邊頻帶、追逐齒頻率、鬼線分量以及箱體的固有頻率等等,因此,弄清楚齒輪結構的頻譜特征對于齒輪減速機齒輪結構的NVH診斷尤為重要。

1.嚙合頻率

在齒輪的嚙合過程中,嚙合位置、嚙合剛度和所受載荷等多種參數均具有周期性變化的特征,反映這個周期性特征信息的就是嚙合頻率(GMF)及其高次諧波。嚙合頻率表示1秒鐘之內齒輪的嚙合次數,齒的轉頻f表示每秒鐘的轉動圈數,齒數z表示每圈的嚙合次數,因此,二者的乘積就是每秒鐘的嚙合次數,即

fGMF= f1·z1=f2·z2

式中,f1 、f2分別表示主動輪、從動輪的轉頻;z1、z2表示主動輪、從動輪的齒數。主動輪與從動輪的齒數之比稱為齒比,齒比的倒數稱為傳動比i,即i= z2/z1。

根據以上公式,當已知主動輪的轉速(轉頻=轉速/60),則可以計算得到從動輪的轉頻,即

f2=-f1·z1/z2=-f1/i

式中的齒輪減速機負號是考慮到從動輪的旋轉方向的變化。

如果將主動輪和從動輪拉開,在中間放入一個中間輪,也稱為惰輪,如圖1所示,此時中間輪并不會影響它們的嚙合頻率,只是會改變旋轉方向。

減速機或者是其他齒輪傳動的齒輪結構的頻譜特征

圖1 中間輪不影響嚙合頻率

當齒輪減速機齒輪結構所圖2所示時,即第三個齒輪安裝在第二根軸上,那么,第三個齒輪的嚙合頻率為

fGMF= -f2·z3=-f1·z1·z3/z2

減速機或者是其他齒輪傳動的齒輪結構的頻譜特征

圖2 齒輪結構

因此,不管齒輪結構如何復雜,它的嚙合頻率始終等于它所在的軸的轉頻乘以它的齒數。

2.轉頻的低次諧波

齒輪減速機相對于齒輪的嚙合頻率,齒輪的轉頻則要低得多。由于質量偏心、安裝不對中、軸彎曲等原因將導致出現轉頻的低次諧波,如轉頻的1倍頻、2倍頻、3倍頻等,這些低次諧波產生低頻振動。這些低頻對齒輪的噪聲量級來說沒有影響,因為A計權的聲壓級在低頻段衰減嚴重。齒輪減速機雖然旋轉軸的轉頻及其低次諧波對齒輪的噪聲沒有影響,但它們經常作為齒輪邊頻帶中的調制頻率,如圖3所示。圖中齒輪的嚙合頻率930Hz作為載波頻率,調制頻率為輸入軸轉頻30Hz(930±i*30Hz,i=1,2)。另一方面,如果軸轉頻的這些低次諧波在振動頻譜中較突出,這說明需要解決軸的動平衡或安裝不對中等問題。




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