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不同工況下齒輪減速機的振動噪聲特性

  齒輪傳動具有效率高、結構緊湊、傳動比穩定等特點,廣泛應用于各種工業設備中。提出了一種新的齒輪減速機噪聲輻射和振動特性的初步估算方法,并對齒輪減速機的輻射特性進行了系統的研究。

  在噪聲分析過程中,綜合考慮了時變嚙合剛度、誤差激勵和齒面接觸特性的影響,建立了傳動系統的線性振動模型和非線性振動沖擊模型,并通過求解得到了齒輪箱的動載荷。以軸承動載荷為激勵,采用有限元法/邊界元法分析了齒輪減速機的振動和噪聲輻射特性。得到了齒輪箱在聲場作用下的時域響應和場點噪聲譜,討論了激勵下諧波分量對齒輪箱振動噪聲輻射的影響。

  齒輪減速機在不同工況下的動態特性和聲輻射特性,得到了軸承動載荷頻率分量和噪聲輻射隨工況的變化規律,研究發現,齒輪箱在重載工況下會產生線性振動和噪聲。同時,在輕載條件下會出現非線性振動沖擊和噪聲。

  不同工況下齒輪箱輻射鼻端的分布是均勻的,但噪聲以次諧波分量為基頻,在噪聲頻譜中有較多的峰值。隨著轉速的增加,除齒輪系統共振轉速外,噪聲符合Kato公式描述的趨勢。齒面間的沖擊力隨轉速的增加而增大,齒輪副的振動經歷一個由不規則振動到周期性周期性卡嗒振動的過程。

  隨著載荷的增加,齒輪減速機的噪聲隨著載荷的變化而變化,其變化規律是對數函數的變化。對于空載(載荷為0)隨載荷增加過程中的噪聲,齒輪減速機的振動狀態經歷了兩側碰撞、單側碰撞和正常嚙合三個階段。輻射頭逐漸增大,但在碰撞過程中,兩側碰撞、單側碰撞、正常嚙合的臨界位置發生突變。

  齒輪傳動具有效率高、結構緊湊、傳動比穩定等特點,已廣泛應用于各個行業。齒輪箱在運行過程中,在不可避免的嚙合剛度和誤差激勵的作用下,產生齒輪箱振動。這不僅對齒輪箱的運轉造成不利的影響,而且還會對系統的運轉產生不利的噪音和噪音。因此,齒輪減速機的振動噪聲越來越受到人們的關注。

  齒輪機構的噪聲控制水平不僅是體現制造企業綜合實力的重要指標,也是環境法律法規的重要組成部分。因此,降低減速機的噪聲一直是該領域亟待解決的主要問題。

  根據齒輪減速機的振動特性,將齒輪減速機振動分為齒輪嗚嗚聲和齒輪卡嗒聲。齒輪嗚嗚聲是指齒輪在時變嚙合剛度和誤差激勵作用下產生的振動,然后由傳動系統(軸和軸承)傳遞到齒輪箱中,產生噪聲輻射。10齒輪卡嗒聲是指齒輪在光照下由于齒隙而產生的重復沖擊(接觸、分離、再接觸)負荷和高速條件下,產生強烈的振動和噪聲輻射。

  影響減速機卡嗒噪聲的因素包括幾何參數(如模數、齒數、螺旋角、齒隙等)和運行參數(如角加速度、激勵頻率等),研究表明齒輪卡嗒聲也是一種沖擊恢復系數的影響(與結構材料、接觸形狀和潤滑狀態有關)。


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