内部激励对高速齿轮传动装置振动的影响

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、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 一般齿轮转速以分度圆的线速度为衡量标 准，通常将齿轮节圆线速度v＞40 m/s（有的为v≥25 m/s，v≥3 600 r/min）称为高速齿轮。高速齿轮箱作为石油、化工、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，其中减振节能尤为突出。高速齿轮的制造精度一般需达到3～5级，而且有关环保法规制约着齿轮传动装置的振动噪声值，这就需要较高的加工设备和检测试验条件，因此高速齿轮箱的制造水平也综合体现出制造企业的实力水平。 1 高速齿轮传动装置的发展过程 高速齿轮最早是在19世纪初期出现的，当时由于船舶汽轮机代替蒸汽机，需要在汽轮机和螺 旋桨间采用齿轮来减速并传递动力。1879年英国派生司（C.A.Parsons）制作了约7.5 kW（10马力）的透平齿轮试验机组，1910年他又安装了一台约816.5 kW（1 095马力）、转速由1 450 r/min降为 73 r/min，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，其传动由普通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出的高速齿轮最大功率已达74 570 kW、最高转速达10万r/min，最高圆周速度约300 m/s。 20世纪六七十年代，我国从单圆弧齿形的高速齿轮起步开始研究高速齿轮技术；70～８０年代，通过对引进产品的测绘获得初步知识，如测绘英国 的23 000 kW燃汽轮机发电机组负荷齿轮箱，功率21 700 kW、软齿面、线速度110 m/s、精度JB 179—60 的4级；80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公司引进了HS，MHS等系列产品及其设计、工艺、计算软件、质量控制标准和规范等全套高速齿轮的设计制造技术；南京高速齿轮箱厂1986年设计、1989年制成的MS6