機械振動是指物體在平衡點附近往復周期變化的運動。機械設(shè)備的振動是設(shè)備結(jié)構(gòu)對動態(tài)交變載荷作用的一種響應形式。振動具有普遍性，所有承受變化載荷的機械設(shè)備都存在振動現(xiàn)象。彈性結(jié)構(gòu)在各種內(nèi)外部載荷作用下產(chǎn)生彈性形變，并以固體聲形式在結(jié)構(gòu)中傳播，到達設(shè)備表面而產(chǎn)生振動。齒輪減速器的振源、傳播途徑和振動及聲輻射示意圖。機械設(shè)備的振動響應特征既取決于輸入激勵，也受到傳遞途經(jīng)的影響。不同類型的載荷激勵，不同的傳遞途徑，導致振動響應信號的特征不同。當零部件發(fā)生故障時，激勵發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)振動狀態(tài)也將發(fā)生相應變化。通過監(jiān)測結(jié)構(gòu)振動，可以實現(xiàn)健康狀態(tài)評估與診斷。

一)齒輪減速機振動

1.齒輪振動產(chǎn)生機理

嚙合齒輪副在工作中受到外部和內(nèi)部激勵作用，外部激勵主要是驅(qū)動軸的輸入轉(zhuǎn)矩和輸出軸負載轉(zhuǎn)矩的變化等。內(nèi)部激勵包括齒輪嚙合過程的變剛度激勵、傳遞誤差激勵和嚙合沖擊激勵等。

變剛度激勵

一般情況下嚙合齒輪副的重合度不是整數(shù)，輪齒嚙合過程中同時參與嚙合的齒對數(shù)隨著嚙合過程的進行不斷變化，因而輪齒的綜合嚙合剛度也是周期變化的。圖4所示為一對嚙合齒，輪齒在A點開始嚙合，主動輪輪齒的齒根***先進入嚙合，彈性變形較小；從動輪輪齒的齒頂處***先進入嚙合，彈性變形較大。