聯(lián)軸器
不對(duì)中齒輪聯(lián)軸器的研究
　　不對(duì)中齒輪聯(lián)軸器連接的軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，討論了齒輪聯(lián)軸器不對(duì)中力的組成。通過數(shù)值模擬，揭示了齒輪聯(lián)軸器不對(duì)中系統(tǒng)的振動(dòng)特征。主要結(jié)論如下：
　　1)由于齒輪聯(lián)軸器的不對(duì)中而產(chǎn)生的作用力是聯(lián)軸器內(nèi)齒套的慣性力和聯(lián)軸器內(nèi)阻尼共同作用的結(jié)果。
　　2)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)振幅與齒輪聯(lián)軸器的不對(duì)中量、內(nèi)阻尼、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和齒輪聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，齒輪聯(lián)軸器的不對(duì)中量和內(nèi)阻尼愈大，則倍頻振動(dòng)的振幅亦愈大。
　　3)數(shù)值計(jì)算表明，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在彎曲振動(dòng)中具有工頻的2，4，6，8，…等偶數(shù)倍頻分量，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)具有工頻的1，3，5，7，…等奇數(shù)倍頻分量。這些頻率分量的出現(xiàn)是齒輪聯(lián)軸器不對(duì)中最典型的振動(dòng)特征之一。
　　4)對(duì)于彎曲振動(dòng)，靠近聯(lián)軸器軸承處的振幅要比遠(yuǎn)離聯(lián)軸器軸承處的振幅大，在聯(lián)軸器處的振幅最大。對(duì)于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，則靠近聯(lián)軸器軸承處的振幅要比遠(yuǎn)離聯(lián)軸器軸承處的振幅小。在靠近聯(lián)軸器的軸承處，倍頻振動(dòng)明顯。在遠(yuǎn)離聯(lián)軸器軸承處，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)幾乎表現(xiàn)為1倍頻的單頻振動(dòng)，這也是齒輪聯(lián)軸器不對(duì)中的又一振動(dòng)特征。該振動(dòng)特征可以在實(shí)際系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)中，對(duì)測(cè)試點(diǎn)的布置及對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析提供理論指導(dǎo)。
　　在實(shí)際系統(tǒng)中，聯(lián)軸器的內(nèi)阻尼系數(shù)和不對(duì)中量的具體數(shù)值是比較難確定的。在此主要討論某一不對(duì)中量和內(nèi)阻尼作用下，系統(tǒng)所表現(xiàn)出來的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)特征。由于系統(tǒng)的參數(shù)較多，限于篇幅在此略去；計(jì)算采用無量綱化，具體的參數(shù)和無量綱化過程。由于系統(tǒng)對(duì)稱，故僅列出左側(cè)轉(zhuǎn)子上各結(jié)點(diǎn)處x方向和扭轉(zhuǎn)方向穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的頻譜圖。
　　通過計(jì)算可以看出，彎曲振動(dòng)具有工頻的2，4，6，8，…等偶數(shù)倍頻分量，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)具有工頻的1，3，5，7，…等奇數(shù)倍頻分量。對(duì)于彎曲振動(dòng)，靠近聯(lián)軸器軸承處的振幅要比遠(yuǎn)離聯(lián)軸器軸承處的振幅大，而在聯(lián)軸器處的振幅最大。對(duì)于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，靠近聯(lián)軸器軸承處的振幅要比遠(yuǎn)離聯(lián)軸器軸承處的振幅小。在靠近聯(lián)軸器的軸承處，倍頻振動(dòng)明顯，在遠(yuǎn)離聯(lián)軸器軸承處，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)幾乎表現(xiàn)為1倍頻的單頻振動(dòng)，其他倍頻成分很小。以上的倍頻振動(dòng)分量以及在各結(jié)點(diǎn)處振動(dòng)的振幅及成分特點(diǎn)是齒聯(lián)軸器不對(duì)中所表現(xiàn)出來的最典型的振動(dòng)特征，這一結(jié)論能夠?yàn)檫@類系統(tǒng)的故障提供更為完備的診斷信息。同時(shí)由于在各結(jié)點(diǎn)處倍頻成分的不同，這樣可以在實(shí)際系統(tǒng)的振動(dòng)測(cè)試中對(duì)傳感器位置的合理布置和在隨后的結(jié)果分析中提供理論依據(jù)。
　　通過計(jì)算還可以發(fā)現(xiàn)：
　　1)隨著內(nèi)阻尼的增加，振幅明顯增大。
　　2)隨不對(duì)中量的增大，振幅增大。
　　3)如果轉(zhuǎn)子存在不平衡，則在系統(tǒng)的響應(yīng)中還會(huì)出現(xiàn)1倍頻的彎曲振動(dòng)分量。
　　在以往討論齒輪聯(lián)軸器的內(nèi)阻尼時(shí)，往往只注重其對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，從理論上講如果系統(tǒng)具有足夠的外阻尼，那么在一定的范圍內(nèi)內(nèi)阻尼似乎對(duì)系統(tǒng)不起作用，但從上面的計(jì)算和分析可見，齒輪聯(lián)軸器的內(nèi)阻尼能使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)產(chǎn)生倍頻振動(dòng)，倍頻振動(dòng)的存在增大了系統(tǒng)出現(xiàn)諧波共振的可能性，在這種情況下齒輪聯(lián)軸器的內(nèi)阻尼仍然是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)一個(gè)潛在的不利因素，因此對(duì)于這類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和安裝提出了更高的要求。
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