Почему хорошо изготовленные шестерни шумят на высокой скорости?

Определите порядок и режим работы

Зафиксируйте скорость, крутящий момент, температуру и состояние смазки в момент появления звука. Сопоставьте доминирующую частоту с порядками вращения валов и частотой зубчатого зацепления. Тон, следующий за частотой зацепления, указывает на возбуждение в контакте зубьев, тогда как сильный резонанс может появляться только при пересечении частотой возбуждения собственной формы колебаний конструкции.

Не оценивайте проблему только по уровню звука. Запишите вибрационные или акустические данные во время контролируемого разгона и отметьте, меняется ли проблема с нагрузкой, направлением вращения или температурой. В технических материалах AGMA описаны силы от погрешности передачи, которые через подшипники возбуждают корпус, а корпус затем излучает звук.

Проверяйте пару шестерён вместе с её опорами

• Геометрия зубьев: профиль, линия зуба, шаг, биение, состояние поверхности и модификации относительно утверждённого чертежа.
• Соосность под нагрузкой: прогиб вала, зазор или предварительный натяг подшипника, жёсткость корпуса, межосевое расстояние и пятно контакта.
• Смазка: правильный тип, вязкость, подача и температура для рабочей скорости и нагрузки.
• Сборка: концентричная установка, балансировка, а также повреждения или загрязнения, появившиеся после контроля.

Шестерня может пройти визуальный контроль, но иметь микрометровые отклонения или условия сборки, изменяющие контакт под нагрузкой. Проверяйте сопряжённую пару и систему целиком, а не только одну снятую шестерню.

Проверьте исправление в тех же условиях

Выбирайте способ исправления только после определения источника и пути передачи. Коррекция микрогеометрии, более качественная финишная обработка или уменьшение биения могут снизить возбуждение в зацеплении; изменения подшипника, вала или корпуса могут уменьшить передачу или усиление; изменение смазки может устранить фрикционные или температурные эффекты.

Повторите тот же цикл скорости, нагрузки и температуры и сравните спектр порядков, вибрацию и звук. Более тихий прототип на одной скорости не подтверждает результат во всём рабочем цикле. См. страницы PairGears о микрогеометрии и шуме и о вариантах финишной обработки для снижения воя шестерён.