内部激励对高速齿轮传动装置振动的影响
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２ ０世 纪六 七十年代 ．我 国从 单 圆弧 齿形 的高速
性 能的影响 、随着对 产品高效节 能要求 的 日益提
高 ，对 高速齿 轮 箱也 提 出了更 多 、更 高 的要 求 ，其 『 １ １ 减 振 节能 尤 为突 。高 速齿 轮 的制造 精 度一 般 需 达到 ３ － ５级 ， 且有 关环 保 法规 制约 着 齿轮 传 动装
公 司艺 、 计 算 软件 、质量 控制 标 准 和规 范 等全 套 高速 齿轮 的
高 速 齿 轮最 早 是 存 １ ９世 纪 初 期 出现 的 ， 当时
由于 船 舶 汽轮 Ｊ Ｃ ） Ｌ ￣ 替 蒸 汽 机 ，需 要 在 汽 轮 机 和 螺
高可靠性 、高传 动效率和低噪 声、低成本 以及标准化、 多样化 方向发展具有 重要意义 。
关键词 ： 齿轮传动 ： 高 速 齿轮 ； 振动 ； 内部 激 励
中图分类号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ２ ． ４ １
文献标志码 ： Ａ
Ｄ ０ｌ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — ９ １ ４ ６ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ８ ． ０ ８ ２
旋 桨 问 采 用 齿 轮 来 减 速 并 传 递 动力 。 １ ８ ７ ９年 英 国 派生司 （ Ｃ ． Ａ． Ｐ ａ ｒ ｓ ｏ ｎ ｓ ）制 作 了约 ７ ． ５ ｋ Ｗ （ １ ０马力 ）
的 透 平 齿 轮 试 验 机 组 ，ｌ ９ １ ０年 他 又 安 装 了一 台约 ８ １ ６ ． ５ ｋ ｗ （ １ ０ ９ ５马 力 ） 、转 速 由 １ ４ ５ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ降 为
置 的振 动 噪声值 ，这就 需 要较 高 的加 Ｔ设 备 和检 测
齿 轮 起 步开 始 研 究高 速 齿 轮技 术 ：７ ０ ～ ８ ０年 代 ，通
过 对 引 进 产 品 的 测 绘 获 得 初 步 知 识 ，如 测 绘 英 国 的２ ３ ０ ０ ０ ｋ Ｗ 燃 汽 轮机 发 电机 组 负 荷齿 轮 箱 ，功 率 ２ １ ７ ０ ０ ｋ Ｗ 、软 齿 面 、 线 速 度 １ １ ０ ｍ ／ ｓ 、精 度 Ｊ Ｂ
摘
要： 介绍 了高速齿轮 传动 装置的发展过程 ，分析 了刚度激励、误差激励和啮合冲 击激励 ３种齿轮 系统 内部激励 以
及 轴承对 高速齿轮传动装 置振 动的影响 ，认 为从 内部激励不 同因素 出发 ，把握 齿轮 传动 系统 动力学本质 ，探 究齿轮
箱 的 振 动 机 理 ．对 从 振 动 的 角度 开 展 齿轮 箱 的 设 计 ，推 动 齿轮 技 术 向 高承 载 能 力 、 高 齿 面 硬 度 、 高 精 度 、 高 速 度 、
箱 作 为 油 、化 Ｔ 、电 站 、冶 金 等 工 业 的关 键 部 件 ，整个 装 置 的运行 状 况直 接 受高 速齿 轮传 动 装 置
及 德 国弗 兰德 公 司为 代表 的世 界著 名高 速 齿 轮箱 制 造 商 生 产 的高 速 齿 轮 最 大 功 率 已 达 ７ ４ ５ ７ ０ ｋ Ｗ、 最 高转 速达 １ ０ 万 ｒ ／ ａｉ ｒ ｎ ，最 高 圆周速 度约 ３ ０ ０ ｍ ／ ｓ 、
一
般 齿 轮 转 速 以 分 度 圆 的 线 速 度 为 衡 量 标
单 极减 速 发展 为双 级 复杂 减 速 等多 种形 式 。迄今 为 止 ， 国外 高 速 齿 轮 箱 技 术 水 平 已 发 展 到 很 高 的 水 准 ，以美 国通 用 （ 电器 ）公 司 、美 国费城 齿轮公 司
准 ．通 常将齿 轮 节 网线 速度 ｖ ＞４ ０ ｒ ｒ ｄ ｓ（ 有 的为 １ ， ≥ ２ ５ ｍ ／ ｓ ， ≥３ ６ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ）称 为 高 速齿 轮 。高 速 齿 轮
７ ３ ｒ ／ ａ ｒ ｉ ｎ ，用 于 带 动 螺 旋 桨 的 齿 轮 箱 。第 一 次 世 界 大 战时 期 ，高 速齿 轮 有 了较 大发 展 ，其传 动 南普通
标 准 。其 最 高 技 术 参 数 为 ：线 速 度 １ ５ ０ ｍ ／ ｓ 、转 速
收 稿 日期 ： ２ ０ ｌ ７ — ０ ６ — １ ｌ ； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ７ — ０ ７ — １ ２
设 计 制 造 技 术 ；南 京 高 速 齿 轮 箱 厂 １ ９ ８ ６年 设 计 、
１ ９ ８ ９年 制 成 的 Ｍ Ｓ ６ ０ ０ Ｉ Ｂ燃 汽 轮 机 发 电机 组 负倚 齿
轮 箱 标 志 着 我 国跨 入 自行 独 立 设 汁 制 造 阶 段 目
前 ，国内 的高速 齿 轮箱 生 产 已初 具 规模 ，已制 定 了 Ｊ Ｂ ｆ ｒ ７ ５ ｌ ４ —９ ４ Ｃ Ｓ系 列 高速 渐 开 线 网柱 齿 轮 箱 行业
癣用技术
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ９ １ ４ ６ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ８ — ０ ０ ８ ２ — ０ ３
内部 激 励 对 高速齿轮传动装置振动的影响
王志敏 ， 刘春 波 ， 杨林杰
（ １ ． 河 南Ｓ － ＆ 大 学机 电工 程 学 院 ，河 南 郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ ７ ；２ ． 郑 州机 械 研 究所 ，河 南 郑 州 ４ ５ Ｏ （ ） ５ ２）
试验 条 件 。 此 高 速齿 轮 箱 的制造 水 平也 综 合体 现
制 造企 业 的实 力水平 。 １ 高 速齿 轮传 动 装置 的发展 过 程
１ ７ ９ —６ ０ 的 ４级 ；８ ０年代 初 、中期 ，南 京 高速 齿轮 箱 厂和郑 州 机械 研究 所 等 ４个 单 位联 合 向费城 齿 轮
作者简介 ： 王志敏 （ １ ９ ８ ７ 一） ， 女， 河南新 乡人 ， 在读硕 士 ， 主要从事 高速齿轮 传动装置振动 问题研 究
性 能的影响 、随着对 产品高效节 能要求 的 日益提
高 ，对 高速齿 轮 箱也 提 出了更 多 、更 高 的要 求 ，其 『 １ １ 减 振 节能 尤 为突 。高 速齿 轮 的制造 精 度一 般 需 达到 ３ － ５级 ， 且有 关环 保 法规 制约 着 齿轮 传 动装
公 司艺 、 计 算 软件 、质量 控制 标 准 和规 范 等全 套 高速 齿轮 的
高 速 齿 轮最 早 是 存 １ ９世 纪 初 期 出现 的 ， 当时
由于 船 舶 汽轮 Ｊ Ｃ ） Ｌ ￣ 替 蒸 汽 机 ，需 要 在 汽 轮 机 和 螺
高可靠性 、高传 动效率和低噪 声、低成本 以及标准化、 多样化 方向发展具有 重要意义 。
关键词 ： 齿轮传动 ： 高 速 齿轮 ； 振动 ； 内部 激 励
中图分类号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ２ ． ４ １
文献标志码 ： Ａ
Ｄ ０ｌ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ — ９ １ ４ ６ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ８ ． ０ ８ ２
旋 桨 问 采 用 齿 轮 来 减 速 并 传 递 动力 。 １ ８ ７ ９年 英 国 派生司 （ Ｃ ． Ａ． Ｐ ａ ｒ ｓ ｏ ｎ ｓ ）制 作 了约 ７ ． ５ ｋ Ｗ （ １ ０马力 ）
的 透 平 齿 轮 试 验 机 组 ，ｌ ９ １ ０年 他 又 安 装 了一 台约 ８ １ ６ ． ５ ｋ ｗ （ １ ０ ９ ５马 力 ） 、转 速 由 １ ４ ５ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ降 为
置 的振 动 噪声值 ，这就 需 要较 高 的加 Ｔ设 备 和检 测
齿 轮 起 步开 始 研 究高 速 齿 轮技 术 ：７ ０ ～ ８ ０年 代 ，通
过 对 引 进 产 品 的 测 绘 获 得 初 步 知 识 ，如 测 绘 英 国 的２ ３ ０ ０ ０ ｋ Ｗ 燃 汽 轮机 发 电机 组 负 荷齿 轮 箱 ，功 率 ２ １ ７ ０ ０ ｋ Ｗ 、软 齿 面 、 线 速 度 １ １ ０ ｍ ／ ｓ 、精 度 Ｊ Ｂ
摘
要： 介绍 了高速齿轮 传动 装置的发展过程 ，分析 了刚度激励、误差激励和啮合冲 击激励 ３种齿轮 系统 内部激励 以
及 轴承对 高速齿轮传动装 置振 动的影响 ，认 为从 内部激励不 同因素 出发 ，把握 齿轮 传动 系统 动力学本质 ，探 究齿轮
箱 的 振 动 机 理 ．对 从 振 动 的 角度 开 展 齿轮 箱 的 设 计 ，推 动 齿轮 技 术 向 高承 载 能 力 、 高 齿 面 硬 度 、 高 精 度 、 高 速 度 、
箱 作 为 油 、化 Ｔ 、电 站 、冶 金 等 工 业 的关 键 部 件 ，整个 装 置 的运行 状 况直 接 受高 速齿 轮传 动 装 置
及 德 国弗 兰德 公 司为 代表 的世 界著 名高 速 齿 轮箱 制 造 商 生 产 的高 速 齿 轮 最 大 功 率 已 达 ７ ４ ５ ７ ０ ｋ Ｗ、 最 高转 速达 １ ０ 万 ｒ ／ ａｉ ｒ ｎ ，最 高 圆周速 度约 ３ ０ ０ ｍ ／ ｓ 、
一
般 齿 轮 转 速 以 分 度 圆 的 线 速 度 为 衡 量 标
单 极减 速 发展 为双 级 复杂 减 速 等多 种形 式 。迄今 为 止 ， 国外 高 速 齿 轮 箱 技 术 水 平 已 发 展 到 很 高 的 水 准 ，以美 国通 用 （ 电器 ）公 司 、美 国费城 齿轮公 司
准 ．通 常将齿 轮 节 网线 速度 ｖ ＞４ ０ ｒ ｒ ｄ ｓ（ 有 的为 １ ， ≥ ２ ５ ｍ ／ ｓ ， ≥３ ６ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ）称 为 高 速齿 轮 。高 速 齿 轮
７ ３ ｒ ／ ａ ｒ ｉ ｎ ，用 于 带 动 螺 旋 桨 的 齿 轮 箱 。第 一 次 世 界 大 战时 期 ，高 速齿 轮 有 了较 大发 展 ，其传 动 南普通
标 准 。其 最 高 技 术 参 数 为 ：线 速 度 １ ５ ０ ｍ ／ ｓ 、转 速
收 稿 日期 ： ２ ０ ｌ ７ — ０ ６ — １ ｌ ； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ７ — ０ ７ — １ ２
设 计 制 造 技 术 ；南 京 高 速 齿 轮 箱 厂 １ ９ ８ ６年 设 计 、
１ ９ ８ ９年 制 成 的 Ｍ Ｓ ６ ０ ０ Ｉ Ｂ燃 汽 轮 机 发 电机 组 负倚 齿
轮 箱 标 志 着 我 国跨 入 自行 独 立 设 汁 制 造 阶 段 目
前 ，国内 的高速 齿 轮箱 生 产 已初 具 规模 ，已制 定 了 Ｊ Ｂ ｆ ｒ ７ ５ ｌ ４ —９ ４ Ｃ Ｓ系 列 高速 渐 开 线 网柱 齿 轮 箱 行业
癣用技术
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ９ １ ４ ６ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ８ — ０ ０ ８ ２ — ０ ３
内部 激 励 对 高速齿轮传动装置振动的影响
王志敏 ， 刘春 波 ， 杨林杰
（ １ ． 河 南Ｓ － ＆ 大 学机 电工 程 学 院 ，河 南 郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ ７ ；２ ． 郑 州机 械 研 究所 ，河 南 郑 州 ４ ５ Ｏ （ ） ５ ２）
试验 条 件 。 此 高 速齿 轮 箱 的制造 水 平也 综 合体 现
制 造企 业 的实 力水平 。 １ 高 速齿 轮传 动 装置 的发展 过 程
１ ７ ９ —６ ０ 的 ４级 ；８ ０年代 初 、中期 ，南 京 高速 齿轮 箱 厂和郑 州 机械 研究 所 等 ４个 单 位联 合 向费城 齿 轮
作者简介 ： 王志敏 （ １ ９ ８ ７ 一） ， 女， 河南新 乡人 ， 在读硕 士 ， 主要从事 高速齿轮 传动装置振动 问题研 究