![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/87852682/bg6.jpg)
第二章 齿轮振动理论
2.1 齿轮振动理论
齿轮传动是靠轮齿间相互交替作用而传动力的,而在齿轮啮合处齿与齿之间发生
连续的冲击以及齿面间和摩擦,从而产生齿轮振动而辐射噪声,齿轮啮合过程中产生振
动,主要是由齿轮啮合力的的变化引起的。
2.1.1 齿轮振动机理的认识
一、齿轮啮合作用力对轮齿振动的影响
以下个齿轮的一个啮合过程为例,由于作用在齿廓上力的大小﹑作用点和作用方
向均是变化的,因此啮合过程中就不可避免的出现轮齿振动。
齿轮作用力和方向在啮合过程中的变化,最突出的表现在齿对啮合节点附近。在节
点附近,齿廓摩擦力方向发生突变,引起齿廓作用力方向的变化,由此加剧了轮齿的振
动。一般认为摩擦力的这一影响总比齿轮啮合力变化引起的轮齿振动的影响是较轻的。
力作用点的影响是不容忽视的。力作用点变化主要是轮齿接触位置和接确面积大小
的变化引起的。对齿轮共轭齿轮而言,在一定载荷作用下,齿轮接确线形成的位置﹑顺
序和接触区域的大小具有理想的理论数值。但在轮齿的实际啮合中,会出现接确线长度
减小﹑接确瞬时中断﹑接确位置偏向轮缘﹑接确面积减小﹑非共轭齿面接确(如齿顶﹑
齿面的干涉﹑非工作齿廓的接确)等现象。这些现象即是由力作用点和变化引起的,由
此使特定接确区域的瞬时接确应力过高,形成瞬时接确区域的冲击和振动。
啮合力大小的变化对齿轮振动有明显的影响。由于种种原因,作为啮合函数的轮齿
啮合力,即瞬时啮合力,总是偏离理想的理论啮合力。轮齿瞬时啮合力的大小及变化规
律对轮齿啮合振动有直接的影响。
二﹑齿轮传动系统的动态激励对齿轮振动的影响
齿轮传动系统作为一种弹性的机械振动,在动态激励下,就会产生振动响应。齿
轮传动系统的内部激励包括:齿轮啮合时变刚度,轴承误差;外部激励包括:系统的输
入和负载条件。
齿轮传动系统的振动主要是齿轮的啮合振动。如前所述,齿轮啮合振动状态主要
是由轮齿啮合力(啮合激励)的大小及其变化规律所决定。在系统的输入和负载条件已
确定的条件下,齿轮啮合时变刚度和啮合综合误差决定了轮齿啮合力的作用形式,即决
定了轮齿啮合的振动状态。
齿轮啮合综合刚度具有时变特性。在齿轮动力学中,齿轮时变啮合刚度亦被称为
刚度激励。刚度激励对系统的最大影响就是造成理论渐开线齿轮副在轮齿啮入啮出时刻
产生啮入啮出冲击,形成轮齿强烈振动。另外,从齿轮几何运动角度看,对于一定载荷
作用下的标准渐开线齿轮副,齿轮啮合刚度的变化会引起轮齿弹性变形的变化,进而引
起齿轮副传动比的变化,从而激励整个传动系统产生振动。
而齿轮传动中的各种误差,如齿轮制造误差﹑安装误差运转中因温度误差而引起
的各种变形等会激发齿轮副传动中的振动。
由此可见,齿轮刚度激励与误差激励对齿轮动态啮合力具有直接的影响。齿轮啮
合综合刚度﹑齿廓啮合综合误差与轮齿动态啮合力的相互作用,形成轮齿的啮合振动。
三﹑齿轮误差对齿轮振动的影响
轮齿刚度周期性的变化,是产生激振力﹑引起啮合过程中产生振动的重要原因。