请教各位大侠一个关于齿轮啮合相位的问题

wucy1015 · 发表于 2020-8-25 11:11

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在行星齿轮传动中的每个行星轮跟太阳轮或者行星轮跟内齿圈的啮合相位关系：
1. 是没有相位差的NVH性能好还是有相位差的NVH性能好？
2. 如果有相位差的性能更好，那么在不同的相位差里，最理想的相位差是做到多少合适？

海角之浪 · 发表于 2020-8-26 00:06

同相位的扭转振动会叠加，径向振动会抵消；非同相位的有细分情况，与行星轮个数的奇偶性有关系。很多论文提到要使用同相位的行星齿轮传动噪声更低，行星齿轮传动设计方法的标准中推荐非因子分解式配齿，好像也有矛盾之处。研究国外资料，两种配齿都有使用的，可能NVH还是跟齿轮精度、均载设计及修形关系更大。

zengxiaodong · 发表于 2021-5-24 11:05

这个问题值得研究。可谓是莫衷一是！！

行星齿轮驱动器噪音和振动的研究.pdf (1.6 MB, 下载次数: 64)

zengxiaodong · 发表于 2021-5-24 12:59

论文集

内齿行星齿轮传动的理论分析.pdf (396.89 KB, 下载次数: 31)

考虑内外啮合相位差的行星轮系动态特性分析.pdf (1.51 MB, 下载次数: 39)

行星齿轮啮合刚度及其相位差的建模与仿真.pdf (3.15 MB, 下载次数: 31)

行星传动啮合相位计算方法研究.pdf (265.16 KB, 下载次数: 29)

基于啮合相位分析的盾构机减速器多级行星齿轮传动动力学特性.pdf (1.24 MB, 下载次数: 34)

相位对行星齿轮传动系统固有特性的影响.pdf (316.39 KB, 下载次数: 26)

行星齿轮传动系中啮合相位关系.pdf (243.92 KB, 下载次数: 35)

zengxiaodong · 发表于 2021-5-25 13:56

海角之浪发表于 2020-8-26 00:06
同相位的扭转振动会叠加，径向振动会抵消；非同相位的有细分情况，与行星轮个数的奇偶性有关系。很多论文提 ...

天津大学的博士论文就是认为：非因式分解配齿会激起平移振动，因而噪声更大，反之，因式分解配齿可以消除平移振动，从而能减小噪声，并且还有实验结果来加以证明！

基于行星轮相位调谐理论的行星齿轮传动基本参数选择.pdf (871.68 KB, 下载次数: 39)

基于相位调谐的行星齿轮系统振动抑制技术的试验研究.pdf (1.23 MB, 下载次数: 31)

zengxiaodong · 发表于 2021-5-25 15:30

我谈谈我自己的理解吧！

天津大学的论文我仔细看过了，说实话，论文写得似乎很有道理，我几乎就相信了他的结论了。

但转念一想，又觉得不对，主要理由是力的作用和反作用原理，在因式分解配齿时，固然中心轮受到的合力为零（合力矩不为零），从而不会引起平移振动，但是，这些力的反作用力必然传递到机架上，引起机架的径向振动，而且这种径向振动是直接辐射噪声的（无需通过轴承），径向振动幅度跟行星轮个数关系密切（4次方的关系），当行星轮个数越少时，径向振幅越大，可能辐射出强烈的噪声，这一整套的理论，在电机电磁噪声分析中已经取得了巨大的成功，堪称经典之作！

zengxiaodong · 发表于 2021-5-25 15:32

zengxiaodong · 发表于 2021-5-26 11:04

在电机电磁噪声的分析理论里面有以下基本结论：

1、切向力引起的振动对噪声的贡献很小，一般不进行计算和分析；

2、引起电磁噪声的主要是径向电磁力的效应；

3、径向电磁力既随空间变化、又随时间变化，因此是一个径向力波；

4、径向力的空间分布，形成所谓的力波空间次数r，也就是整个圆周有几个完整的力波；

5、力波次数r对于振幅有显著的影响，在同样的力幅值下，振幅与r的4次方成反比例关系。当然振幅还跟轭部厚度有关（3次方关系）；

6、同样的振幅下，噪声辐射效应跟两个因素有关：一是力波次数，二是频率。频率决定波长，波长与物体的相对大小决定是球体辐射还是圆柱辐射；

7、根据力波次数r以及力波幅值计算出振幅以后，再根据噪声辐射特性，即可计算出噪声的具体数值。

zengxiaodong · 发表于 2021-5-26 11:11

实际电机的径向力波动画
3槽4极转子径向应力波动画.gif

对径向力波进行空间滤波后的动画，也就是说包含各种空间次数r的力波（下图r=4）
3槽4极径向力波4次滤波动画.gif

zengxiaodong · 发表于 2021-5-26 11:23

某一次空间力波，要么是行波（如上贴r=4的力波），要么是驻波（驻波不辐射噪声），但是更普遍来说应该是既不是驻波也不是行波，或者说既是行波也是驻波，是两者的复合体！

因此，单纯进行空间滤波或者时间滤波，不能很好解决问题，这就要用到二维FFT分析这个工具了，包括瀑布图、坎贝尔图等等，这就殊途同归了！
3槽4极.jpg

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