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不同工况下齿轮减速机的振动噪声特性

  齿轮传动具有效率高、结构紧凑、传动比稳定等特点,广泛应用于各种工业设备中。提出了一种新的齿轮减速机噪声辐射和振动特性的初步估算方法,并对齿轮减速机的辐射特性进行了系统的研究。

  在噪声分析过程中,综合考虑了时变啮合刚度、误差激励和齿面接触特性的影响,建立了传动系统的线性振动模型和非线性振动冲击模型,并通过求解得到了齿轮箱的动载荷。以轴承动载荷为激励,采用有限元法/边界元法分析了齿轮减速机的振动和噪声辐射特性。得到了齿轮箱在声场作用下的时域响应和场点噪声谱,讨论了激励下谐波分量对齿轮箱振动噪声辐射的影响。

  齿轮减速机在不同工况下的动态特性和声辐射特性,得到了轴承动载荷频率分量和噪声辐射随工况的变化规律,研究发现,齿轮箱在重载工况下会产生线性振动和噪声。同时,在轻载条件下会出现非线性振动冲击和噪声。

  不同工况下齿轮箱辐射鼻端的分布是均匀的,但噪声以次谐波分量为基频,在噪声频谱中有较多的峰值。随着转速的增加,除齿轮系统共振转速外,噪声符合Kato公式描述的趋势。齿面间的冲击力随转速的增加而增大,齿轮副的振动经历一个由不规则振动到周期性周期性卡嗒振动的过程。

  随着载荷的增加,齿轮减速机的噪声随着载荷的变化而变化,其变化规律是对数函数的变化。对于空载(载荷为0)随载荷增加过程中的噪声,齿轮减速机的振动状态经历了两侧碰撞、单侧碰撞和正常啮合三个阶段。辐射头逐渐增大,但在碰撞过程中,两侧碰撞、单侧碰撞、正常啮合的临界位置发生突变。

  齿轮传动具有效率高、结构紧凑、传动比稳定等特点,已广泛应用于各个行业。齿轮箱在运行过程中,在不可避免的啮合刚度和误差激励的作用下,产生齿轮箱振动。这不仅对齿轮箱的运转造成不利的影响,而且还会对系统的运转产生不利的噪音和噪音。因此,齿轮减速机的振动噪声越来越受到人们的关注。

  齿轮机构的噪声控制水平不仅是体现制造企业综合实力的重要指标,也是环境法律法规的重要组成部分。因此,降低减速机的噪声一直是该领域亟待解决的主要问题。

  根据齿轮减速机的振动特性,将齿轮减速机振动分为齿轮呜呜声和齿轮卡嗒声。齿轮呜呜声是指齿轮在时变啮合刚度和误差激励作用下产生的振动,然后由传动系统(轴和轴承)传递到齿轮箱中,产生噪声辐射。10齿轮卡嗒声是指齿轮在光照下由于齿隙而产生的重复冲击(接触、分离、再接触)负荷和高速条件下,产生强烈的振动和噪声辐射。

  影响减速机卡嗒噪声的因素包括几何参数(如模数、齿数、螺旋角、齿隙等)和运行参数(如角加速度、激励频率等),研究表明齿轮卡嗒声也是一种冲击恢复系数的影响(与结构材料、接触形状和润滑状态有关)。