Înțelegerea frecvenței dinților de vânătoare

Dispozitive

Ebalansator portabil și analizor de vibrații Balanset-1A.

$2,358.31

Piese

Senzor de vibrații.

$107.47

Piese

Senzor optic (tahometru laser).

$148.07

Dispozitive

Balanset-4.

$8,123.32

Piese

Stand magnetic Insize-60-kgf.

$54.93

Piese

Ceasetă reflectorizantă.

$11.94

Dispozitive

Ebalansator dinamic "Balanset-1A" OEM.

$2,071.73

Definiție: Ce este frecvența dinților de vânătoare?

Frecvența dinților de vânătoare (HTF, numită și frecvență de fază de asamblare sau frecvență a celui mai mare divizor comun) este o frecvență de joasă frecvență vibrații componentă în perechile de roți dințate care reprezintă viteza la care aceiași dinți individuali de pe pinion și roată dințată revin în contact unul cu celălalt. Această frecvență este determinată de cel mai mare divizor comun (CMCD) al numărului de dinți de pe fiecare roată dințată și apare ca o frecvență de modulație care creează benzi laterale în jurul frecvența de încadrare a angrenajului (GMF).

Frecvența dinților de vânătoare este semnificativă din punct de vedere diagnostic, deoarece vibrațiile la HTF indică probleme cu anumite dinți individuali (cum ar fi un dinte crăpat, uzură localizată sau excentricitate), mai degrabă decât starea generală a angrenajului, ajutând la identificarea locației exacte și a naturii defectelor angrenajului.

Baza matematică

Metoda de calcul

HTF se calculează folosind cel mai mare divizor comun (CMMDC) al numărului de dinți:

Formulă

• HTF = cmdc(N₁, N₂) × RPM_pinion / 60
• Unde N₁ = numărul de dinți ai pinionului
• N₂ = numărul de dinți ai roții dințate
• CMMDC = cel mai mare divizor comun al lui N₁ și N₂

Exemple

Exemplul 1: Pereche de dinți de vânătoare

• Pinion: 23 de dinți la 1800 RPM
• Echipament: 67 de dinți
• CMMCD(23, 67): 1 (numere prime, fără factori comuni)
• HTF = 1 × 1800 / 60 = 30 Hz (aceeași cu viteza arborelui pinionului)
• Sens: Fiecare dinte de pinion se angrenează cu fiecare dinte de angrenaj înainte ca modelul să se repete
• Rezultat: Angrenaj dinți de vânătoare — distribuție optimă a uzurii

Exemplul 2: Pereche care nu vânează

• Pinion: 20 de dinți la 1800 RPM
• Echipament: 60 de dinți
• CMMCD(20, 60): 20
• HTF = 20 × 1800 / 60 = 600 Hz
• Sens: Aceleași 20 de perechi de dinți se angrenează în mod repetat
• Rezultat: Model de uzură concentrat pe aceiași dinți

Exemplul 3: Caz intermediar

• Pinion: 18 dinți la 3600 RPM
• Echipament: 54 de dinți
• CMMCD(18, 54): 18
• HTF = 18 × 3600 / 60 = 1080 Hz
• Model: 18 perechi diferite de contact ale dinților se repetă

Seturi de echipament de vânătoare vs. non-vânătoare

Designul dinților de vânătoare (CMDCM = 1)

Se realizează atunci când numerele de dinți sunt prime relativ (fără factori comuni):

• Avantaje:
  • Fiecare dinte de pinion se angrenează în cele din urmă cu fiecare dinte de angrenaj
  • Uzură distribuită uniform pe toți dinții
  • Erorile de fabricație au fost mediate
  • Durată de viață mai lungă a angrenajului
  • Preferat pentru majoritatea aplicațiilor
• Dezavantaje:
  • Defectele specifice ale dinților creează vibrații la viteza arborelui (HTF = viteza arborelui)
  • Poate necesita o fabricație mai precisă

Design fără scop de vânătoare (GCD > 1)

Apare atunci când numărul de dinți are factori comuni:

• Avantaje:
  • Selecție mai simplă a numărului de dinți
  • Poate permite dimensiuni standard ale angrenajelor
• Dezavantaje:
  • Aceiași dinți se angrenează în mod repetat (doar perechi unice MCD)
  • Uzură concentrată pe aceleași perechi de dinți
  • Erori de fabricație la anumiți dinți repetate în fiecare ciclu
  • Durată de viață mai scurtă a angrenajului, de obicei
  • În general, evitat în proiectarea cutiilor de viteze de calitate

Semnătura vibrațiilor

HTF ca spațiere laterală

HTF apare în principal ca spațiere în benzile laterale în jurul GMF:

• Vârful Central: GMF (frecvența angrenajului dințat)
• Benzi laterale: GMF ± HTF, GMF ± 2×HTF, GMF ± 3×HTF
• Interpretare: Benzile laterale la spațierea HTF indică defecte individuale ale dinților sau excentricitate
• Amplitudine: Amplitudinea benzii laterale indică severitatea defectului localizat

Modele de diagnostic

Un singur dinte deteriorat

• Benzi laterale puternice la spațierea HTF în jurul GMF
• HTF = viteza arborelui roții dințate cu dinții deteriorați
• Impact o dată pe rotație a angrenajului defect
• Forma de undă temporală prezintă impuls periodic

Excentricitatea angrenajului

• Benzile laterale HTF de la bătaia de tură (montare excentrică)
• Adâncimea de angrenare a dinților variază o dată pe rotație
• Creează modulația de amplitudine a GMF
• Corectabil prin remontare sau compensare a bătăii

Spațiere inegală a dinților

• Eroare de fabricație la spațierea dinților
• Creează un model repetitiv la HTF
• Poate necesita înlocuirea angrenajului sau acceptarea acestuia dacă se încadrează în toleranțe

Diagnostic practic

Identificarea echipamentelor defecte

Determinați care angrenaj (pinion sau angrenaj principal) are defectul:

1. Calculați vitezele ambelor arbori: RPM de intrare și ieșire
2. Măsurați distanța dintre benzile laterale: Din spectrul vibrațiilor
3. Comparaţie: Dacă distanța dintre benzile laterale = frecvența arborelui de intrare → defect al pinionului
4. Comparaţie: Dacă distanța dintre benzile laterale = frecvența arborelui de ieșire → defect al angrenajului
5. Concluzie: Spațierea benzilor laterale identifică care arbore (și, prin urmare, care angrenaj) are problema

Evaluarea severității

• Amplitudinea benzii laterale: Amplitudini mai mari indică un defect localizat mai sever
• Număr de benzi laterale: Mai multe benzi laterale (ordine superioare) indică o stare mai proastă
• Formă de undă temporală: Impulsul periodic clar confirmă impactul individual al dintelui
• Comparație cu GMF: Benzile laterale > 25% ale amplitudinii GMF indică un defect semnificativ

Considerații de proiectare

Selectarea numerelor de dinți

Cele mai bune practici pentru proiectarea angrenajelor:

• Folosește numere prime: Asigură un CMMDC = 1 (design de dinți de vânătoare)
• Evitați factorii comuni: Nu folosiți numărătoarea dinților de genul 20:60 (CMDM=20)
• Exemple de perechi bune: 17:51, 19:57, 23:69 (toate CMMCD=1)
• Compromis: Poate limita ușor opțiunile de raport de transmisie

Când este acceptabil să nu vânezi

• Aplicații cu sarcină redusă unde uzura nu este critică
• Seturi de angrenaje standard unde sunt necesare rapoarte exacte
• Aplicații cu durată scurtă de viață (distribuția uzurii este mai puțin importantă)
• Când avantajele de fabricație depășesc considerațiile legate de uzură

Relația cu alte frecvențe ale angrenajelor

Ierarhia frecvenței în cutia de viteze

• Viteze ale arborelui: 1× pentru intrare și ieșire (cele mai joase frecvențe)
• HTF: Egală cu viteza arborelui (model cu mecanism de vânătoare) sau mai mare (model fără mecanism de vânătoare)
• GMF: Număr de dinți × turația arborelui (frecvența primară cea mai mare)
• Armonice GMF: 2×GMF, 3×GMF etc. (din neliniarități)

Strategia de analiză a benzilor laterale

• Benzi laterale la distanța dintre vitezele arborelui → defect al angrenajului excentric sau al unui dinte individual
• Benzile laterale la spațierea HTF (dacă HTF ≠ viteza arborelui) → problemă cu modelul dințat repetitiv
• Fără benzi laterale clare → uzură generală distribuită sau stare bună a angrenajului

Frecvența dinților de vânătoare, deși este un aspect subtil al dinamicii angrenajelor, oferă informații de diagnostic puternice. Înțelegerea calculului HTF și recunoașterea benzilor laterale HTF permite identificarea precisă a angrenajului care are un defect și dacă problema este un dinte deteriorat specific sau o afecțiune mai distribuită, ghidând acțiuni de întreținere specifice în depanarea cutiei de viteze.

---

← Înapoi la indexul principal