Розуміння частоти полювання за зубами

Пристрої

Портативний балансир та віброаналізатор Balanset-1A.

$2,358.31

Деталі

Датчик вібрації</trp-post-container

$107.47

Деталі

Оптичний датчик (лазерний тахометр)</trp-post-container

$148.07

Пристрої

Balanset-4</trp-post-container

$8,123.32

Деталі

Магнітна підставка Insize-60-kgf</trp-post-container

$54.93

Деталі

Світловідбиваюча стрічка</trp-post-container

$11.94

Пристрої

Динамічні ваги "Балансет-1А" OEM</trp-post-container

$2,071.73

Визначення: Що таке частота мисливських зубів?

Частота полювання за зубами (ЧФС, також звана частотою фази складання або частотою найбільшого спільного дільника) – це низькочастотна вібрація компонент у парах зубчастих передач, що представляє швидкість, з якою ті самі окремі зубці на шестерні та шестерні знову стикаються один з одним. Ця частота визначається найбільшим спільним дільником (НСД) кількості зубців на кожній шестерні та проявляється як частота модуляції, що створює бічні смуги навколо частота зачеплення зубчастих коліс (GMF).

Частота хоботів зубців має діагностичне значення, оскільки вібрація при високому зносі вказує на проблеми з конкретними окремими зубцями (наприклад, тріснутий зуб, локалізований знос або ексцентриситет), а не з загальним станом шестерні, що допомагає точно визначити місцезнаходження та характер дефектів шестерні.

Математична основа

Метод розрахунку

HTF розраховується за допомогою найбільшого спільного дільника (НСД) кількості зубів:

Формула

• ВЧЗ = НСД(N₁, N₂) × об/хв_{шестерня} / 60
• Де N₁ = кількість зубів на шестерні
• N₂ = кількість зубів на шестерні
• НСД = найбільший спільний дільник чисел N₁ та N₂

Приклади

Приклад 1: Пара мисливських зубів

• Шестерня: 23 зуби при 1800 об/хв
• Спорядження: 67 зубів
• НСД(23, 67): 1 (прості числа, без спільних дільників)
• HTF = 1 × 1800 / 60 = 30 Гц (така ж, як і швидкість обертання вала шестерні)
• Значення: Кожен зуб шестерні входить у зачеплення з кожним зубом шестерні, перш ніж шаблон повториться
• Результат: Мисливське зубчасте спорядження — оптимальний розподіл зносу

Приклад 2: Пара, що не полює

• Шестерня: 20 зубів при 1800 об/хв
• Спорядження: 60 зубів
• НСД(20, 60): 20
• HTF = 20 × 1800 / 60 = 600 Гц
• Значення: Ті ж 20 пар зубів з'єднуються повторно
• Результат: Концентрований знос на одних і тих самих зубах

Приклад 3: Проміжний випадок

• Шестерня: 18 зубів при 3600 об/хв
• Спорядження: 54 зуби
• НСД(18, 54): 18
• HTF = 18 × 3600 / 60 = 1080 Гц
• Візерунок: 18 різних пар контакту зубів повторюються

Комплекти спорядження для полювання та не для полювання

Дизайн мисливського зуба (НСД = 1)

Досягається, коли числа зубів є відносно простими (немає спільних дільників):

• Переваги:
  • Кожен зуб шестерні зрештою входить у зачеплення з кожним зубом шестерні
  • Знос рівномірно розподілений по всіх зубах
  • Усереднення виробничих помилок
  • Довший термін служби шестерні
  • Бажано для більшості застосувань
• Недоліки:
  • Специфічні дефекти зубів створюють вібрацію на швидкості обертання вала (HTF = швидкість обертання вала)
  • Може вимагати більш точного виготовлення

Немисливський дизайн (НСД > 1)

Виникає, коли кількість зубів має спільні фактори:

• Переваги:
  • Простіший вибір кількості зубів
  • Може дозволяти стандартні розміри шестерень
• Недоліки:
  • Одні й ті ж зубці повторно зчіплюються (лише унікальні пари GCD)
  • Зношування зосереджене на одних і тих самих парах зубів
  • Виробничі помилки на певних зубах повторюються кожного циклу
  • Зазвичай коротший термін служби шестерні
  • Зазвичай уникають у проектуванні якісних коробок передач

Вібраційний підпис

HTF як інтервал бічної смуги

HTF проявляється переважно як проміжки бічних смуг навколо GMF:

• Центральний пік: GMF (частота зачеплення зубчастих передач)
• Бічні смуги: GMF ± HTF, GMF ± 2×HTF, GMF ± 3×HTF
• Інтерпретація: Бічні смуги на відстані HTF вказують на окремі дефекти зубців або ексцентриситет
• Амплітуда: Амплітуда бічної смуги вказує на тяжкість локалізованого дефекту

Діагностичні закономірності

Один пошкоджений зуб

• Сильні бічні смуги на відстані HTF навколо GMF
• HTF = швидкість вала шестерні з пошкодженим зубом
• Удар один раз за оберт несправної шестерні
• Часова хвиля показує періодичний імпульс

Ексцентриситет шестерні

• Бічні смуги HTF від биття (ексцентричне кріплення)
• Глибина зачеплення зубів змінюється один раз за оберт
• Створює амплітудну модуляцію GMF
• Виправлення шляхом перемонтування або компенсації биття

Нерівномірні відстані між зубами

• Виробнича похибка в інтервалі між зубцями
• Створює повторюваний візерунок у HTF
• Може вимагатися заміни шестерні або приймання, якщо вона знаходиться в межах допусків

Практична діагностика

Виявлення дефектного спорядження

Визначте, яка шестерня (головна або головна) має дефект:

1. Обчисліть обидві швидкості валів: Вхідні та вихідні оберти за хвилину
2. Вимірювання інтервалу між бічними смугами: Зі спектру коливань
3. Порівняйте: Якщо відстань між бічними смугами = частота вхідного вала → дефект шестерні
4. Порівняйте: Якщо відстань між бічними смугами = частота вихідного вала → дефект шестерні
5. Висновок: Відстань між бічними смугами визначає, який вал (і, отже, яка шестерня) має проблему

Оцінка серйозності

• Амплітуда бічної смуги: Вищі амплітуди вказують на більш серйозний локалізований дефект
• Кількість бічних смуг: Більша кількість бічних смуг (вищих порядків) вказує на гірший стан
• Форма хвилі часу: Чіткий періодичний імпульс підтверджує окремий удар зубом
• Порівняння з GMF: Бічні смуги > 25% амплітуди GMF вказують на значний дефект

Міркування щодо проектування

Вибір номерів зубів

Найкраща практика для проектування шестерень:

• Використовуйте прості числа: Забезпечує НСД = 1 (конструкція мисливського зуба)
• Уникайте поширених факторів: Не використовуйте кількість зубів, наприклад, 20:60 (НСД=20)
• Приклади гарних пар: 17:51, 19:57, 23:69 (усі НСД=1)
• Компроміс: Може дещо обмежити варіанти передавального числа

Коли прийнятно не для полювання

• Застосування для низьких навантажень, де знос не є критичним
• Стандартні комплекти передач, де потрібні точні передавальні числа
• Короткострокові застосування (розподіл зносу менш важливий)
• Коли переваги виробництва переважають міркування про знос

Зв'язок з частотами інших передач

Ієрархія частот у коробці передач

• Швидкості валу: 1× для входу та виходу (найнижчі частоти)
• HTF: Дорівнює швидкості обертання вала (конструкція з полюванням) або вища (конструкція без полювання)
• ГМФ: Кількість зубців × швидкість обертання вала (найвища первинна частота)
• Гармоніки GMF: 2×GMF, 3×GMF тощо (з нелінійностей)

Стратегія аналізу бічної смуги

• Бічні смуги при інтервалі швидкості вала → дефект ексцентрикової шестерні або окремого зуба
• Бічні смуги з інтервалом HTF (якщо HTF ≠ швидкість вала) → проблема з повторюваним малюнком зубців
• Відсутність чітких бічних смуг → загальний розподілений знос або добрий стан шестерні

Частота полювання за зубцями, хоча й є тонким аспектом динаміки передачі, надає потужну діагностичну інформацію. Розуміння розрахунку частоти обертання зубців (HTF) та розпізнавання бічних смуг HTF дозволяє точно визначити, яка шестерня має дефект, і чи є проблема конкретним пошкодженим зубцем, чи більш розподіленим станом, що спрямовує цілеспрямовані дії з технічного обслуговування під час усунення несправностей коробки передач.

---

← Назад до головного індексу