武理工高等机构学教学案例01主减速器总成参数测试与振动分析案例

主减速器总成参数测试与振动分析案例

报告人：金华胜:8/22/20262026/8/22目录1简介2数据收集3单要素与振动对应关系4主被齿偏移对振动的影响5啮合印痕与振动对应关系8/22/20262026/8/22简介8/22/2026主减速器8/22/2026主减速器是在传动系中起降低转速，增大转矩作用的主要部件，当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。它是依靠齿数少的齿轮带齿数多的齿轮来实现减速的，采用圆锥齿轮传动则可以改变转矩旋转方向。将主减速器布置在动力向驱动轮分流之前的位置，有利于减小其前面的传动部件（如离合器、变速器、传动轴等）所传递的转矩，从而减小这些部件的尺寸和质量。2026/8/22数据收集8/22/20262026/8/22数据类型与收集方法8/22/2026

数据名称获取方式1检测间隙间隙-印痕检测机2主齿偏移尺寸链计算3被齿偏移尺寸链计算4齿轮振动加速度振动测试仪5305轴承振动加速度振动测试仪6印痕拍照在静音室测试主减速器总成的振动特性，提取振动加速度以及特征频率1.检测间隙8/22/2026主被齿啮合间隙的合格范围为0.08~0.15mm，为计算主被齿的偏移量，假设主被齿标准位置安装时，主被齿啮合间隙为0.115mm，由间隙-印痕检测机检测50套已装配完成的主减的齿轮啮合间隙，计算得啮合间隙均值为0.116mm，与0.115mm相接近，故假设成立，取啮合间隙标准值为0.115mm，其中啮合间隙变动量为啮合间隙实际值与啮合标准值之差。齿轮在工作时，轮齿间的润滑情况全靠轮齿间隙来保证，间隙过小，不能在齿面间形成一定厚度的油膜，轮齿工作面会因润滑不良而使磨损加剧，因此在设计制造时规定了合理的啮合齿隙。齿侧间隙若过大将在齿面间产生冲击载荷而使润滑破坏，还会出现冲击响声，同样会加剧齿轮的磨损和损坏。因此，在装配主减速器时必须调整主、从动齿轮，使其具有合适的齿侧间隙。2.主齿偏移8/22/2026齿轮安装距即两锥齿轮轴线交点到各自齿轮轴向定位端面之间的距离，该端面与轴承端面靠紧的。主齿偏移：由主动伞齿轮安装距尺寸链，可知主齿偏移=耳孔中心到轴承安装位距离（实测值a）－轴承宽度（实测值）－印痕垫片的厚厚度（实测值）－主齿安装距（理论值92）a3.被齿偏移8/22/2026主、被齿轮位移引起的侧缝变化量分别为：式中：—被齿偏移(mm)

—主齿偏移(mm)—压力角(21.25˚)—被齿节锥角(12.5˚)

—主齿节锥角(76.5˚)间隙变动量=间隙实际量—间隙标准值被齿偏移=

2026/8/22单因素与振动对应关系8/22/20261.间隙-振动8/22/2026对单一的齿测间隙变动而言；齿轮正反转的振动幅值：≦9mm/s2,轴承颈部振动幅值7.2mm/s2≦a≦29mm/s2。2.主齿偏移-振动8/22/2026主齿偏移在（-0.03，+0.03）之间；齿轮正反转的振动幅值：≦7.69mm/s2,轴承颈部振动幅值7.856mm/s2≦a≦17.658mm/s2。3.被齿偏移-振动8/22/2026

被齿偏移在（-0.1，+0.1）之间，齿轮正反转的主减速器振动幅值：≦8.5066mm/s2，轴承颈部振动幅值7.293mm/s2≦a≦28.446mm/s22026/8/22主被齿偏移对振动的影响8/22/2026数据选取与分析方法8/22/2026

主被齿偏移共同作用于齿侧间隙，齿侧间隙的大小将直接影响振动的特性。基于获得的主减速器数据，以主齿偏移和被齿偏移为自变量，振动大小为因变量，采用Matlab对数据进行拟合得到三维图形及二维等高图。选取50套已装配完成主减速测试数据，考虑到测试的误差，按照不同程度剔除数据，得到一组拟合图，分析这组图形的共同特征。2026/8/221.正转-主被齿偏移-齿轮振动8/22/2026正转-主被齿偏移-齿轮振动三维啮合图正转-主被齿偏移-齿轮振动等高线图2026/8/228/22/2026①主被齿偏移——划分比例数目等级主齿偏移被齿偏移等级数目比例14%7偏小-0.05～0-0.1～-0.01偏小2550%60%30中偏大0～0.1-0.01～0.01居中1224%26%13很大0.1～0.30.01～0.1偏大1326%②正转-齿轮振动加速度——划分正转-齿轮-振动加速度范围数目比例较小2～62448%稍强6～72040%剧烈8～12612%总数2～1250100%2026/8/228/22/2026③振动重合区域正转-齿轮振动加速度范围主齿偏移等级被齿偏移等级较小（<5)0～0.060～0.160.16～0.3中偏大中偏大很大0～0.090.02～0.050.05～0.09居中+偏大很大很大稍强（5～7）-0.05～0偏小-0.01～0.09居中+偏大0.25～0.1偏大-0.09～-0.04偏小0.17～0.3很大-0.09～-0.04偏小强烈（6～10）-0.05～0.25-0.03～0.02偏小+中偏大偏小+中偏大-0.09～-0.020.06～0.16偏小偏大④总结正转-齿轮主齿偏移被齿偏移齿轮振动情况结论居中+偏大（0以上）较大（0.06以上）较小偏大（0.15以上）居中+偏大（0.04以上）较小较小（0.1以下）较小（0.04以下）较大较大（0.15以上）较小（0.04以下）较大主被齿偏移都偏大时，齿轮的振动较小；主被齿偏移都较小时，齿轮的振动较大。2.反转-主被齿偏移-齿轮振动8/22/20261、50套原数据2、剔除强烈振动3、剔除强烈振动+很小振动4、剔除振动强烈+很小+较小5、剔除振动强烈+较强+很小6、剔除振动强烈+较强+较小+很小反转-主被齿偏移-齿轮振动三维啮合图8/22/20261、50套原数据2、剔除强烈振动3、剔除强烈振动+很小振动4、剔除振动强烈+很小+较小5、剔除振动强烈+较强+很小6、剔除振动强烈+较强+较小+很小反转-主被齿偏移-齿轮振动等高线图2026/8/228/22/2026①反转-齿轮振动加速度——划分②振动重合区域反转-齿轮-振动加速度范围数目比例较小3～63366%稍强6～71326%强烈8～1248%总数2～1250100%反转-齿轮振动加速度范围主齿偏移等级被齿偏移等级较小（<5)-0.05～-0.01

偏小-0.09～-0.04

偏小0.06～0.11

中偏大-0.05～-0.02

偏小0.21～0.3

很大-0.09～0.09全稍强（5～7）-0.05～0.2

偏小+中偏大-0.09～-0.07偏小-0.05～0.2偏小+中偏大0.05～0.09偏大0.11～0.2很大-0.07～0.05偏小+居中+偏大强烈（6～10）-0.01～0.05偏小+中偏大-0.09～-0.02偏小-0.05～0.05偏小+中偏大0.05～0.09偏大2026/8/228/22/2026③总结反转-齿轮主齿偏移被齿偏移齿轮振动情况结论很大（0.2以上）全较小偏大（0.1～0.2）全居中居中（（-0.05）～0.05）偏大（0.06以上）较大居中（0～0.05）偏小（（-0.09）～（-0.04））较大主齿偏移较大时，无论被齿偏移多少，齿轮振动较小；主齿偏移居中，被齿偏移偏小或者偏大时，齿轮的振动较大。3.正转-主被齿偏移-轴承振动8/22/20261、50套原数据2、剔除强烈振动3、剔除强烈振动+很小振动4、剔除强烈、较强、很小振动5、剔除强烈、较强、较小、很小振动6、剔除强烈、较强、稍强、较小、很小振动正转-主被齿偏移-轴承振动三维啮合图8/22/20261、50套原数据2、剔除强烈振动3、剔除强烈振动+很小振动4、剔除强烈、较强、很小振动5、剔除强烈、较强、较小、很小振动6、剔除强烈、较强、稍强、较小、很小振动正转-主被齿偏移-轴承振动等高线图2026/8/228/22/2026①正转-轴承振动加速度——划分②振动重合区域正转-轴承-振动加速度范围数目比例较小7.5～112040%稍强11～151428%强烈15～271632%总数7.5～2750100%正转-轴承振动加速度范围主齿偏移偏移等级被齿偏移偏移等级较小（<11)0.08～0.120.05～0.08中偏大中偏大-0.1～-0.04-0.02～0.02偏小居中稍强（11～15）0～0.05中偏大-0.1～0偏小0.14～0.18很大-0.1～0偏小强烈（15～27）-0.05～0.040.13～0.3偏小+中偏大偏大-0.09～-0.020～0.16偏小偏大2026/8/228/22/2026③总结主被齿偏移都较小或者都较大时，轴承振动较大；主齿偏移较大，被齿偏移偏小时，轴承振动较小。正转-轴承主齿偏移被齿偏移轴承振动情况结论较小（0以下）较小（0以下）强烈中偏大（0.05～0.12）居中（-0.02～0.02）较小偏大（0.13以上）偏大（0以上）强烈偏大（0.14～0.18）较小（0.04以下）稍强4.反转-主被齿偏移-轴承振动8/22/20261、50套原数据2、剔除强烈振动3、剔除强烈振动+很小振动4、剔除强烈、较强、很小振动5、剔除强烈、较强、较小、很小振动6、剔除强烈、较强、稍强、较小、很小振动反转-主被齿偏移-轴承振动三维啮合图8/22/20261、50套原数据2、剔除强烈振动3、剔除强烈振动+很小振动4、剔除强烈、较强、很小振动5、剔除强烈、较强、较小、很小振动6、剔除强烈、较强、稍强、较小、很小振动反转-主被齿偏移-轴承振动等高线图2026/8/228/22/2026①反转-轴承振动加速度——划分②振动重合区域反转-轴承-振动加速度范围数目比例偏小6.6～112448%中偏大11～151836%偏大15～29816%总数6～2950100%反转-305轴承主齿偏移被齿偏移轴承振动情况结论偏大（0.15以上）较大（0.06以上）强烈中偏大（0.05～0.1）居中+偏大（-0.01～0.03）稍强中偏大（0.05～0.1）居中（-0.01～0.01）较小偏小（0.01以下）较小（-0.07～0）较小2026/8/228/22/2026③总结主被齿偏移都较大时，轴承振动较大；主被齿偏移都较小，轴承振动较小；主齿偏移较大，被齿偏移居中，轴承振动较小。反转-轴承主齿偏移被齿偏移轴承振动情况结论偏大（0.15以上）较大（0.06以上）强烈中偏大（0.05～0.1）居中+偏大（-0.01～0.03）稍强中偏大（0.05～0.1）居中（-0.01～0.01）较小偏小（0.01以下）较小（-0.07～0）较小啮合印痕与振动对应关系8/22/20261.正转-印痕-齿轮振动8/22/2026印痕-正