振動(dòng)監(jiān)測(cè)理論

機(jī)械振動(dòng)是指物體在平衡點(diǎn)附近往復(fù)周期變化的運(yùn)動(dòng)。機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)是設(shè)備結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)態(tài)交變載荷作用的一種響應(yīng)形式。振動(dòng)具有普遍性，所有承受變化載荷的機(jī)械設(shè)備都存在振動(dòng)現(xiàn)象。彈性結(jié)構(gòu)在各種內(nèi)外部載荷作用下產(chǎn)生彈性形變，并以固體聲形式在結(jié)構(gòu)中傳播，到達(dá)設(shè)備表面而產(chǎn)生振動(dòng)。齒輪減速器的振源、傳播途徑和振動(dòng)及聲輻射示意圖。機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)響應(yīng)特征既取決于輸入激勵(lì)，也受到傳遞途經(jīng)的影響。不同類(lèi)型的載荷激勵(lì)，不同的傳遞途徑，導(dǎo)致振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)的特征不同。當(dāng)零部件發(fā)生故障時(shí)，激勵(lì)發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)振動(dòng)狀態(tài)也將發(fā)生相應(yīng)變化。通過(guò)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)振動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)健康狀態(tài)評(píng)估與診斷。

一)齒輪減速機(jī)振動(dòng)

1.齒輪振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理

嚙合齒輪副在工作中受到外部和內(nèi)部激勵(lì)作用，外部激勵(lì)主要是驅(qū)動(dòng)軸的輸入轉(zhuǎn)矩和輸出軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化等。內(nèi)部激勵(lì)包括齒輪嚙合過(guò)程的變剛度激勵(lì)、傳遞誤差激勵(lì)和嚙合沖擊激勵(lì)等。

變剛度激勵(lì)

一般情況下嚙合齒輪副的重合度不是整數(shù)，輪齒嚙合過(guò)程中同時(shí)參與嚙合的齒對(duì)數(shù)隨著嚙合過(guò)程的進(jìn)行不斷變化，因而輪齒的綜合嚙合剛度也是周期變化的。圖4所示為一對(duì)嚙合齒，輪齒在A點(diǎn)開(kāi)始嚙合，主動(dòng)輪輪齒的齒根***先進(jìn)入嚙合，彈性變形較小；從動(dòng)輪輪齒的齒頂處***先進(jìn)入嚙合，彈性變形較大。