漲知識 齒輪組合狀態缺陷

2021-03-01 觀為監測MHCC設備健康診斷中心

齒輪的齒數設計會影響磨損形態嗎？如果存在缺陷會產生什麼後果？請大家繼續往下讀。

問：老師請問什麼叫齒輪組合狀態缺陷？

答：齒輪組合狀態缺陷（Gear assembly phase problems），是一種典型的齒輪磨損形態，與齒輪的齒數設計直接相關，在振動頻譜中表現為齒輪嚙合頻率的分數倍頻。

若一對嚙合齒輪的齒數均為質數，如31和19，一個齒輪上的某一個齒與另一個齒輪上的某一個齒完成嚙合後，在它們再次相遇前，該齒必須與另一個齒輪上的每個齒嚙合一遍。因此，齒數互質能保證所有齒面均勻的磨損。

反之，若一對嚙合齒輪的齒數存在公約數，例如33、21，可知約數分別為1、3、11（1×3×11=33），1、3、7（1×3×7=21），二者公約數為3。假設其中一個齒由於製造、硬質顆粒等原因發生局部缺陷，在嚙合一段時間後，將導致一對齒輪上每相鄰3齒規律性地出現缺陷（如下圖紅點），而其它齒則不受影響。

此時，該對齒輪的磨損不再均勻，而是少數的齒循環加速磨損，致使齒輪壽命嚴重縮短！

在同類型齒輪箱設計時，為保證齒輪箱傳動比不變，僅微調各級齒輪齒數，往往會忽視齒輪組合狀態問題，齒數設計常見公約數為2、3。

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