《齿轮传动的振动分析与动态优化设计》第八章诸因素对齿轮振动的影响及减振措施（读书笔记）如何实现？

齿轮传动系统在运行过程中，振动是不可避免的现象。本章详细分析了影响齿轮振动的多种因素，包括齿轮误差、重合度、转速、载荷、螺旋角、齿宽、齿数、模数、齿面粗糙度和润滑方式等，并提出了相应的减振措施。1. 齿轮误差是产生齿轮激振力的主要因素。基节偏差、齿距偏差、压力角误差、齿形误差、齿距累积误差和波形误差等都会对齿轮振动产生影响。提高齿轮精度，避免齿面中凹和周期性基节误差，可有效降低振动。2. 重合度与齿轮振动密切相关。在无齿轮误差时，重合度为1.95时振动特性最佳。考虑齿轮误差和高次共振转速时，最佳重合度会发生变化。增加轴向重合度可减小振动。3. 转速和载荷是影响齿轮振动的重要因素。转速越高，振动越明显，尤其是接近共振点时。载荷增大时，振动加速度也会上升。设计时应避开共振点，考虑转速和齿轮固有频率。4. 螺旋角和齿宽对振动的影响也不容忽视。增大螺旋角可减小振动，而齿宽的增加在一定范围内可降低振动。但过大的齿宽会影响强度。5. 齿数、齿形角和模数对振动的影响相对较小。6. 齿面粗糙度和润滑方式对振动也有一定影响。减小齿面粗糙度和采用合适的润滑方式可降低振动。7. 其他减振措施包括减小支承跨距、增加轴颈直径、避免悬臂支承、减小轴承间隙、保持良好润滑和提高装配精度等。总之，通过综合考虑各种因素并采取相应的减振措施，可以有效降低齿轮传动系统的振动，提高其运行稳定性和可靠性。通过深入分析齿轮传动系统中影响振动的多种因素，本章为我们提供了一套系统的解决方案。从齿轮误差、重合度、转速、载荷到螺旋角、齿宽、齿数、模数、齿面粗糙度和润滑方式，每一个环节都至关重要。通过提高齿轮精度、优化重合度、合理选择转速和载荷、增大螺旋角和齿宽、减小齿面粗糙度以及采用合适的润滑方式等措施，可以显著降低振动，提高系统的稳定性和可靠性。同时，其他辅助措施如减小支承跨距、增加轴颈直径、避免悬臂支承、减小轴承间隙、保持良好润滑和提高装配精度等，也能进一步降低振动，确保齿轮传动系统的高效运行。这些宝贵的经验和策略，对于齿轮传动系统的设计和优化具有重要的指导意义。

本章主要介绍齿轮误差、重合度、转速、载荷、螺旋角、齿宽、齿数、模数、齿面粗糙度和润滑方式等对齿轮振动的影响

8.1齿轮误差对齿轮的影响及减振措施

齿轮误差是产生齿轮激振力的主要因素。

一、基节偏差和齿距偏差对齿轮振动的影响

基节偏差越大，加速度均方根值就越大

当接近共振的时候，各对齿轮的齿根动应力的最大值有一定差别：当齿距偏差为负值时，即主动轮的齿距小于从动轮的齿距时，齿根的动应力的最大值为最大，当齿距偏差为正值时，齿根动应力的最大值为最小。

二、压力角误差对齿轮振动的影响

压力角误差越大，振动加速度均方根值越大

齿宽或载荷F的增大，压力角误差越大，振动加速度均方根值越大

负压力角误差动载荷增大量大于正压力角误差

压力角误差对齿轮振动的影响较基节偏差较小

三、齿形误差对齿轮振动的影响

齿形误差增大，齿轮的动载系数增大

如果误差的最大值与单对齿啮合去内刚度较小的相位一致，则由于振动加速度的影响，产生的动载荷就会比没有误差的时大

如果误差的最大值与单对齿啮合去内刚度较大的相位一致，则由于振动加速度的影响，产生的动载荷就会比没有误差的时小

一次基节内只有一次循环的齿形误差的的动载系数最小。

四、齿距累积误差对齿轮振动的影响

振动加速度均方根值几乎与齿距累积误差成线性关系，但与频率无一定的关系

圆周力越大，齿距累积误差对扭振的影响也越大

齿距累积误差对齿轮振动的影响比基节偏差、压力角误差等要小很多，影响程度为他们的1/10~1/20

五、波形误差对齿轮振动的影响

低速时，波形误差对振动影响较小，高速时，波形误差对振动的影响较大

六、平行度误差对齿轮振动的影响

水平面的平行度误差引起的振动误差比垂直面的平行度误差引起的振动误差要小(具有工程意义)

七、减振措施

中凹齿形误差对振动的影响比中凸齿形误差大

中凸齿形误差在主共振区和二次、三次共振区的振动小。

提高齿轮精度，不产生齿面中凹和周期性基节误差，可大大降低齿轮的振动。

8.2重合度对齿轮振动的影响及减振措施

一、重合度与扭转振动的关系

1.无齿轮误差时重合度对扭振加速度的影响

在重合度=1.95时，在较广的转速和转矩范围内，齿轮具有较好的振动特性(和AGMA论文一致)

2.有齿轮误差时重合度与扭振加速度的关系

当重合度大于1.8时，齿轮振动加速度易受压力角误差的影响。

负压力角误差的绝对值越大，振动加速度越大。

最佳重合度发生改变，不再是1.95

二、高次共振转速时重合度对扭转加速度的影响

纵轴是振动加速度

三、考虑齿顶棱边啮合时重合度与扭转加速度的关系

棱边啮合量是指由于轮齿变形造成齿顶棱边啮合使重合度增加的量

当棱边啮合量小于0.2时，振动加速度的减小可以忽略不计。

四、轴向重合度与扭转振动的关系

轴向重合度增加，振动加速度减小

五、减振措施

重合度大，齿轮振动小

8.3转速和载荷对齿轮振动的影响及减振措施

一、转速对齿轮振动的影响

齿轮的转速对振动影响较大，特别是共振的关系最大。

1、一般振动加速度的声压也增大，增大的倾向几乎成直线

2、齿轮振动呈正弦波，而振动随转速的上升呈上下波动形式

3、随着转速的增大，啮合周期减小，在一个啮合周期中含有固有频率的波数减少

4、转速非常高时，振动极大，齿面产生分离

5、转速接近共振点转速时，齿面动载荷非常大

6、高速级齿面误差对振动影响很大

二、载荷对齿轮振动的影响

转矩增大，转速不变时，振动加速度逐渐上升。但上升斜度较平缓。

修形一定要根据载荷和转速进行分析，否者会在其他工况下导致更大的振动加速度

三、减振措施

为了减小齿轮振动，必须避开一次和二次共振点。

一定要考虑转速和齿轮的固有频率

8.4螺旋角和齿宽对齿轮振动的影响及减振措施

一、螺旋角对齿轮振动的影响

随着齿轮螺旋角增大，轮齿接触线倾斜程度增大，时接触线总长增加。总重合度增大，齿轮刚度变化平缓，使齿轮振动减小。(根据ISO6336描述，当螺旋角大于某一数值时，计算表格不适用)

低载荷的时候，直齿轮还是斜齿轮对噪音的影响不明显。

当轴向重合度较大时，即提高齿宽或者加大螺旋角，即使在频率比接近1的时候，振动加速度也不会很大，动载系数也不会有很大变化。

这也是大螺旋角的优势

二、齿宽对齿轮振动的影响

在一定转速范围之上时，齿轮振动噪声随齿宽的增大而减小

需要注意的是，在ISO6336中，由于齿宽增加导致的许用应力的减小的量不会像AGMA标准中这么大。原因是：太大的齿宽导致齿向载荷分布不均匀，影响强度

三、减振措施

采用大螺旋角的齿轮

适当的增加齿宽

8.5齿数、齿形角和模数对齿轮振动的影响

一、齿数对齿轮振动的影响

影响不大

二、齿形角对齿轮振动的影响

影响不大

三、模数对齿轮振动的影响

影响不大

8.6齿面粗糙度和润滑对齿轮振动的影响及减振措施

一、齿面粗糙度对齿轮振动的影响

齿面约粗糙噪音越大

二、润滑对齿轮振动的影响

阻尼系数比大，减少动载和振动

三、减振措施

1、减小齿面粗糙度

2、采用离心润滑法

8.7其他减振措施

1、减小支承间的跨距，适当增加轴颈直径

2、尽量不采用悬臂支承

3、减小轴承间隙

4、保持轴承良好的润滑

5、装配精度高，防止运转时产生的偏振。

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