Разбиране на честотата на ловните зъби
Определение: Какво е честотата на ловните зъби?
Честота на ловните зъби (HTF, наричана още честота на фазата на сглобяване или честота на най-големия общ делител) е нискочестотна вибрация компонент в зъбните двойки, който представлява скоростта, с която едни и същи отделни зъби на пиньона и зъбното колело се връщат в контакт един с друг. Тази честота се определя от най-големия общ делител (НОД) на броя на зъбите на всяко зъбно колело и се проявява като модулационна честота, създаваща странични ленти около честота на зацепване на зъбните колела (GMF).
Честотата на ловните зъби е диагностично значима, тъй като вибрациите при високотемпературно износване показват проблеми с конкретни отделни зъби (като например напукан зъб, локализирано износване или ексцентричност), а не с общото състояние на зъбното колело, което помага да се определи точното местоположение и естество на дефектите в зъбното колело.
Математически основи
Метод на изчисление
HTF се изчислява, като се използва най-големият общ делител (НОД) на броя на зъбите:
Формула
- HTF = НОД(N₁, N₂) × об/минзъбно колело / 60
- Където N₁ = брой зъби на зъбното колело
- N₂ = брой зъби на зъбното колело
- НОД = най-голям общ делител на N₁ и N₂
Примери
Пример 1: Двойка ловни зъби
- Пиньон: 23 зъба при 1800 об/мин
- Екипировка: 67 зъба
- НОД(23, 67): 1 (прости числа, без общи делители)
- HTF = 1 × 1800 / 60 = 30 Hz (същата като скоростта на зъбното колело)
- Значение: Всеки зъб на пиньона се зацепва с всеки зъб на зъбно колело, преди моделът да се повтори
- Резултат: Ловни зъбни колела — оптимално разпределение на износването
Пример 2: Двойка, която не е ловна
- Пиньон: 20 зъба при 1800 оборота в минута
- Екипировка: 60 зъба
- НОД(20, 60): 20
- HTF = 20 × 1800 / 60 = 600 Hz
- Значение: Същите 20 двойки зъби се свързват многократно
- Резултат: Концентрирано износване върху едни и същи зъби
Пример 3: Междинен случай
- Пиньон: 18 зъба при 3600 об/мин
- Екипировка: 54 зъба
- НОД(18, 54): 18
- HTF = 18 × 3600 / 60 = 1080 Hz
- Модел: 18 различни двойки контактни зъби се повтарят
Комплекти екипировка за лов срещу нелов
Дизайн на ловни зъби (НОД = 1)
Постига се, когато броят на зъбите е относително прости (няма общи делители):
- Предимства:
- Всеки зъб на пиньона евентуално се зацепва с всеки зъб на зъбно колело
- Износването е равномерно разпределено по всички зъби
- Осреднени производствени грешки
- По-дълъг живот на предавката
- Предпочитан за повечето приложения
- Недостатъци:
- Специфични дефекти на зъбите създават вибрации при скорост на вала (HTF = скорост на вала)
- Може да изисква по-прецизно производство
Дизайн без лов (НСД > 1)
Възниква, когато броят на зъбите има общи фактори:
- Предимства:
- По-лесен избор на брой зъби
- Може да позволява стандартни размери на зъбни колела
- Недостатъци:
- Едни и същи зъби многократно се сливат (само уникални двойки GCD)
- Износването е концентрирано върху едни и същи двойки зъби
- Производствени грешки на специфични зъби, повтаряни всеки цикъл
- Обикновено по-кратък живот на предавката
- Обикновено се избягва при проектирането на качествени скоростни кутии
Вибрационен подпис
HTF като разстояние между страничната лента
HTF се проявява предимно като разстояние между страничните ленти около GMF:
- Централен връх: GMF (честота на зацепване на зъбното колело)
- Странични ленти: GMF ± HTF, GMF ± 2×HTF, GMF ± 3×HTF
- Тълкуване: Страничните ленти на разстояние HTF показват индивидуални дефекти на зъбите или ексцентричност
- Амплитуда: Амплитудата на страничната лента показва тежестта на локализирания дефект
Диагностични модели
Единичен увреден зъб
- Силни странични ленти при HTF разстояние около GMF
- HTF = скорост на вала на зъбно колело с повреден зъб
- Удар веднъж на оборот на дефектна предавка
- Времевата вълна показва периодичен импулс
Ексцентричност на зъбното колело
- Странични ленти HTF от биене (ексцентричен монтаж)
- Дълбочината на зацепване на зъбите се променя веднъж на оборот
- Създава амплитудна модулация на GMF
- Може да се коригира чрез повторен монтаж или компенсация на биене
Неравномерно разстояние между зъбите
- Производствена грешка в разстоянието между зъбите
- Създава повтарящ се модел при HTF
- Може да се изисква подмяна на зъбно колело или приемане, ако е в рамките на допустимите отклонения
Практическа диагноза
Идентифициране на дефектна предавка
Определете кое зъбно колело (пиньон или главно зъбно колело) има дефекта:
- Изчислете скоростите на двата вала: Входни и изходни обороти
- Измерване на разстоянието между страничната лента: От вибрационния спектър
- Сравнете: Ако разстоянието между страничната лента = честота на входния вал → дефект на зъбното колело
- Сравнете: Ако разстоянието между страничната лента = честотата на изходния вал → дефект на зъбното колело
- Заключение: Разстоянието между страничните ленти определя кой вал (и следователно коя предавка) има проблем
Оценка на тежестта
- Амплитуда на страничната лента: По-високите амплитуди показват по-тежък локализиран дефект
- Брой странични ленти: Повече странични ленти (по-високи порядъци) показват по-лошо състояние
- Времева вълнова форма: Ясният периодичен импулс потвърждава индивидуалния удар по зъба
- Сравнение с GMF: Страничните ленти > 25% на амплитудата на GMF показват значителен дефект
Съображения за дизайн
Избор на номера на зъбите
Най-добри практики за проектиране на зъбни колела:
- Използвайте прости числа: Осигурява НОД = 1 (дизайн на ловни зъби)
- Избягвайте често срещани фактори: Не използвайте брой зъби като 20:60 (НСД=20)
- Примерни добри двойки: 17:51, 19:57, 23:69 (всички НОД=1)
- Компромис: Може леко да ограничи опциите за предавателно число
Когато не е ловно, е приемливо
- Приложения с ниско натоварване, където износването не е критично
- Стандартни зъбни колела, където се изискват точни предавателни числа
- Краткотрайни приложения (разпределението на износването е по-малко важно)
- Когато предимствата на производството надвишават съображенията за износване
Връзка с честотите на други предавки
Честотна йерархия в скоростната кутия
- Скорости на вала: 1× за вход и изход (най-ниски честоти)
- HTF: Равна на скоростта на вала (ловна конструкция) или по-висока (неловна конструкция)
- ГМФ: Брой зъби × скорост на вала (най-висока първична честота)
- GMF хармоници: 2×GMF, 3×GMF и т.н. (от нелинейности)
Стратегия за анализ на страничната лента
- Странични ленти при разстояние между скоростите на вала → ексцентрично зъбно колело или дефект на отделен зъб
- Странични ленти при разстояние между HTF (ако HTF ≠ скорост на вала) → проблем с повтарящ се зъбен модел
- Няма ясни странични ленти → общо разпределено износване или добро състояние на зъбното колело
Честотата на лов на зъбите, макар и фин аспект от динамиката на предавките, предоставя мощна диагностична информация. Разбирането на изчислението на HTF и разпознаването на страничните ленти на HTF позволява прецизно идентифициране на това кое зъбно колело има дефект и дали проблемът е специфичен повреден зъб или по-разпределено състояние, насочвайки целенасочени действия по поддръжка при отстраняване на неизправности в скоростната кутия.