無縫內(nèi)衣機(jī)斜齒輪與下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)振動(dòng)特性

2 劉宜勝 項(xiàng) 展

(1.浙江理工大學(xué) 浙江省現(xiàn)代紡織裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 浙江 杭州 310018；2.浙江理工大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院(國際絲綢學(xué)院)， 浙江 杭州 310018；3.永康市優(yōu)哈電器有限公司， 浙江 金華 321300)

無縫內(nèi)衣機(jī)是一種采用一次成型技術(shù)的針織圓緯機(jī)，所產(chǎn)織物具有良好的延展性、彈性與舒適性[1]。而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為無縫內(nèi)衣機(jī)的重要組成部分，其振動(dòng)情況對(duì)機(jī)器編織過程的穩(wěn)定性和織物質(zhì)量有重要影響。近年來對(duì)于紡織設(shè)備關(guān)鍵部位的振動(dòng)特性研究正在逐漸展開。王付杰等[2]通過對(duì)針織圓緯機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的分析，查找大盤齒輪失效原因，提出異型回轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)，既解決了失效問題也保證了回傳機(jī)構(gòu)的質(zhì)量；但是研究僅包括理論闡述，未將改良前后的機(jī)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析，缺乏說服力。魯寧等[3]通過對(duì)劍桿織機(jī)打緯機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析和仿真驗(yàn)證，找出劍桿織機(jī)打緯的最佳位置，得出墻板的振動(dòng)特性；但是缺乏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。而齒輪與同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為現(xiàn)實(shí)生活中比較典型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，對(duì)其振動(dòng)特性的研究從未停止。李靜等[4]通過建立齒輪箱動(dòng)力學(xué)模型，分析箱體的振動(dòng)情況，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)齒輪幾何參數(shù)以及電動(dòng)機(jī)在箱體裝配處增加加強(qiáng)筋的組合方案，實(shí)現(xiàn)減振降噪；但是對(duì)齒輪箱內(nèi)部各級(jí)齒輪的振動(dòng)力學(xué)模型未展開深入探索。何耀輝[5]通過尋找振動(dòng)源的方法分析了同步帶的振動(dòng)過程，為設(shè)備的管理和維修提供了參考依據(jù)；但是只進(jìn)行工程實(shí)例的研究并未涉及同步帶振動(dòng)力學(xué)模型的研究。陳國輝等[6]通過改變斜齒輪嚙合的時(shí)變剛度、偏轉(zhuǎn)剛度、傳遞扭矩以及齒隙，研究斜齒輪在理論分析與實(shí)驗(yàn)中不同振動(dòng)情況；但只涉及斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，未對(duì)同步帶的振動(dòng)情況加以對(duì)比分析。

針對(duì)無縫內(nèi)衣機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)振動(dòng)特性對(duì)比分析較少的現(xiàn)狀，課題組對(duì)整機(jī)的傳動(dòng)流程與機(jī)理進(jìn)行了深入研究，選取無縫內(nèi)衣機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中原動(dòng)齒輪軸組件內(nèi)部的斜齒輪傳動(dòng)和大盤齒輪內(nèi)部的下主同步帶傳動(dòng)作為研究對(duì)象。首先建立振動(dòng)力學(xué)模型，得到2種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)力學(xué)方程；再搭建振動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量平臺(tái)，利用加速度傳感器獲取2種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在x向、y向和z向的加速度頻譜圖，通過理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方式對(duì)比分析2種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在同一條件下的振動(dòng)情況。

1 無縫內(nèi)衣機(jī)典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

無縫內(nèi)衣機(jī)作為一種一體成型機(jī)，對(duì)機(jī)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的要求比較高，尤其是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。無縫內(nèi)衣機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成部分包括電機(jī)、電機(jī)同步帶、原動(dòng)齒輪軸組件、大齒輪安裝盤、上/下主同步帶、主傳動(dòng)軸以及針筒和哈夫盤等部件。最終綜合分析無縫內(nèi)衣機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成、位置安排以及傳動(dòng)流程，選取傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為分析對(duì)象。

斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是機(jī)械傳動(dòng)過程中較為重要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有嚙合性能好、效率高、承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)、根切齒數(shù)少等優(yōu)點(diǎn)[7]。但是斜齒輪傳動(dòng)又因?yàn)槁菪堑拇嬖冢瑱C(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生軸向的推力，造成齒輪嚙合面的磨損。而在無縫內(nèi)衣機(jī)中斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)屬于原動(dòng)斜齒輪軸組件，負(fù)責(zé)將電機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力通過齒輪嚙合傳遞到機(jī)器的針筒部件，促使針筒作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。既保證了整機(jī)運(yùn)動(dòng)過程的平穩(wěn)性又具有傳遞的高效性。如圖1所示為斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

圖1 斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)Figure 1 Helical gear drive mechanism

同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由一根內(nèi)周表面設(shè)有等間距齒形的環(huán)形帶以及具有相應(yīng)吻合的輪組成。其具有精確的傳動(dòng)比和恒定的速度比[8]，運(yùn)行過程平穩(wěn)，傳動(dòng)效率高，同時(shí)還具有吸振、減噪、適用于長距離傳動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)[9]。無縫內(nèi)衣機(jī)中同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括上主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。下主同步帶傳動(dòng)中的大帶輪受到原動(dòng)齒輪軸的激勵(lì)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連接上下主傳動(dòng)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的小帶輪的主軸運(yùn)轉(zhuǎn)。由于上主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位于上扎口部件，振動(dòng)情況比較復(fù)雜，不容易分析，因此選擇位于大齒輪安裝盤內(nèi)部的下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為本研究的分析對(duì)象，對(duì)其振動(dòng)特性進(jìn)行理論分析。下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)保證了無縫內(nèi)衣機(jī)中跨度相對(duì)較大的傳動(dòng)過程的平穩(wěn)性，節(jié)約了成本。如圖2所示為下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

圖2 下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)Figure 2 Lower main synchronous belt drive mechanism

在整機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中，2種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)隨動(dòng)力傳遞而產(chǎn)生，例如齒與齒之間嚙合產(chǎn)生的垂向振動(dòng)和橫向振動(dòng)，傳動(dòng)帶本身的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)等，這些振動(dòng)均影響機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)和織物的質(zhì)量，因此對(duì)這2種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)情況進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2 無縫內(nèi)衣機(jī)中典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)力學(xué)模型

振動(dòng)現(xiàn)象隨著傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程而產(chǎn)生，它的來源多種多樣，既包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的幾何形式、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)或者裝配誤差等，還有除傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外其他機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的激勵(lì)影響[10]。

2.1 斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)振動(dòng)力學(xué)建模

對(duì)無縫內(nèi)衣機(jī)的斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)力學(xué)建模。它是多對(duì)齒同時(shí)參與嚙合，使得單對(duì)齒承受載荷少，整體傳遞載荷能力強(qiáng)，傳遞動(dòng)力的過程平穩(wěn)。但是由于輪齒的嚙合會(huì)使齒輪的中心軸線方向產(chǎn)生分力，因此機(jī)構(gòu)就會(huì)存在3種振動(dòng)，分別為：軸向振動(dòng)，橫向振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。因而形成了集誤差激勵(lì)、時(shí)變嚙合剛度激勵(lì)和嚙合沖擊激勵(lì)的斜齒輪副嚙合型彎-扭-軸耦合振動(dòng)模型[10]170，是一個(gè)三維空間振動(dòng)系統(tǒng)[10]171，如圖3所示。

圖3 嚙合型彎-扭-軸耦合斜齒輪振動(dòng)模型Figure 3 Vibration model of meshing bending-torsion-shaft coupling helical gear

由圖3可知，螺旋角為β，原動(dòng)斜齒輪為主動(dòng)輪，針筒齒輪為被動(dòng)輪。則無縫內(nèi)衣機(jī)斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中原動(dòng)斜齒輪與針筒齒輪的中心軸線與嚙合線方向的振動(dòng)關(guān)系用表達(dá)式可以表示為：z=ytanβ。與直齒圓柱齒輪系統(tǒng)相比較，斜齒輪系統(tǒng)的情況較為復(fù)雜，因此在創(chuàng)建斜齒輪系統(tǒng)的振動(dòng)力學(xué)模型時(shí)，齒面摩擦的情況直接忽略，所以就得到了6自由度廣義位移列陣[10]，表示為：

{δ}={yp,zp,θp,yg,zg,θg}T。

(1)

式中：yi,zi,θi(i=p,g)分別為原動(dòng)斜齒輪和針筒齒輪的中心點(diǎn)op及og在y向、z向移動(dòng)和轉(zhuǎn)角的位移；y方向?yàn)?個(gè)齒輪相互嚙合的方向；z方向?yàn)?個(gè)齒輪中心軸線的方向。

即：斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在y向和z向的合力Fy和Fz為：

(2)

(3)

根據(jù)牛頓力學(xué)定律，斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)振動(dòng)分析模型為：

(4)

(5)

將式(2)～(3)代入式(4)～(5)中，并寫成矩陣的形式，得到了所求機(jī)構(gòu)的振動(dòng)力學(xué)分析模型：

(6)

最終整理式(6)，得出：

(7)

2.2 同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)振動(dòng)力學(xué)模型

基于同步帶的結(jié)構(gòu)屬性，其中帶齒在嚙合過程中垂直于同步帶方向的振動(dòng)最為嚴(yán)重，是影響帶傳動(dòng)平穩(wěn)運(yùn)行和同步帶使用壽命的主要因素[11]46，所以課題組主要針對(duì)無縫內(nèi)衣機(jī)中下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中垂直于同步帶方向的振動(dòng)情況進(jìn)行振動(dòng)力學(xué)建模研究。圖4所示為下主同步帶傳動(dòng)的上下振動(dòng)模型[11]47。

圖4 同步帶傳動(dòng)上下振動(dòng)模型Figure 4 Up-down vibration model of synchronous belt drive

假設(shè)在同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，把同步帶產(chǎn)生上下振動(dòng)的平衡位置記作x軸，o記作整個(gè)坐標(biāo)系的原點(diǎn)和同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中同步帶和帶輪的節(jié)圓上的切點(diǎn)，同步帶自身的密度為ρ，同步帶的傾斜角記作θ，抗彎剛度記作EI，同步帶受到的張緊力記作F，并且在圖中所示x處，任意取同步帶長度為dx的段進(jìn)行分析;在所取小段上2個(gè)面受到的作用力包括剪力記作Q,Q+dQ,彎矩記作M,M+dM,張緊力為F。因此同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在時(shí)間為t時(shí)，y方向上的力學(xué)平衡方程和和微段左截面中點(diǎn)的力矩平衡方程為：

(8)

(9)

由于帶體本身的振動(dòng)屬于微小振動(dòng)，因此sinθ·(x,t)和sinθ·(x+dx,t)以及cosθ·(x,t)可以簡(jiǎn)化為：

(10)

(11)

cosθ·(x,t)≈cosθ·(x+dx,t)≈1。

(12)

若2個(gè)同步帶輪的節(jié)徑相等，則θ=0，可得到所取的同步帶的小段中彎矩M(x,t)、抗彎剛度EI、變形量y(x,t)存在如下關(guān)系：

(13)

把式(3)～(6)代入式(1)和(2)得到同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的上下振動(dòng)力學(xué)方程為：

(14)

在帶傳動(dòng)過程中，同步帶產(chǎn)生上下振動(dòng)的因素不僅與帶的張緊力、帶的跨度和帶的質(zhì)量有關(guān)，也與帶的速度有關(guān)，當(dāng)帶速為v時(shí)，可以得到同步帶的上下振動(dòng)與y(x，t)對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)為：

(15)

可以求得帶傳動(dòng)的加速度為：

(16)

將式(16)代入式(14)中，可得：

(17)

2.3 典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的理論振動(dòng)分析

通過式(7)可以看出，斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)情況與斜齒輪自身?xiàng)l件(主、被動(dòng)輪的基圓半徑Rp，Rg,螺旋角β等)以及外部因素(主動(dòng)輪扭矩，負(fù)載扭矩Tp,Tg)等有關(guān)。在輪齒嚙合運(yùn)動(dòng)過程中，螺旋角作為主要影響因素既提高輪齒的承載能力也增大齒面磨損，容易產(chǎn)生軸向振動(dòng)。已知同步帶傳動(dòng)中，垂直于同步帶的方向的振動(dòng)最為嚴(yán)重，通過式(14)和式(17)可以得出：同步帶的跨度L,初拉力F0以及同步帶的速度v是產(chǎn)生同步帶上下振動(dòng)的主要原因，并且在其他條件不變的情況下，同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)頻率與同步帶的速度呈現(xiàn)正相關(guān)性。

3 典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)振動(dòng)加速度頻譜的獲取

為了進(jìn)一步對(duì)比2種典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)情況，搭建振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，獲取2種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)加速度頻譜圖。選取三向加速度傳感器作為數(shù)據(jù)采集儀器，由于所測(cè)量的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位于機(jī)器的內(nèi)部且由罩殼保護(hù)，因此只需要將加速度傳感器通過布基雙面膠粘貼在罩殼外部對(duì)應(yīng)位置，再連接數(shù)據(jù)采集儀，最終通過數(shù)模轉(zhuǎn)換在電腦PC端以數(shù)字信號(hào)的形式顯示。而且此類加速度傳感器只需被測(cè)點(diǎn)干凈、平整即可。

3.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)測(cè)振平臺(tái)

為了獲取斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在x向、y向和z向上的加速度頻譜圖，課題組設(shè)計(jì)了如圖5所示的2個(gè)被測(cè)點(diǎn)的位置機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖；此時(shí)無縫內(nèi)衣機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定為50～80 r/min。

圖5 典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)被測(cè)點(diǎn)的位置機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖Figure 5 Schematic diagram of position mechanism of measured point of typical transmission mechanism

如圖6所示，斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)際測(cè)試點(diǎn)位置。其中，圖5中所示測(cè)點(diǎn)Ⅰ和Ⅱ分別對(duì)應(yīng)圖6中(a)和(b)分圖的被測(cè)點(diǎn)。

圖6 測(cè)試點(diǎn)位置實(shí)圖Figure 6 Actual location of test point

3.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)頻率分析

利用三向加速度傳感器捕獲斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在整機(jī)轉(zhuǎn)速為50～80r/min時(shí)x向、y向和z向3個(gè)方向上的加速度頻譜圖。并且所有數(shù)據(jù)均為機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后獲取。2種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)頻率的集中范圍是0～1 000 Hz，而且在機(jī)器同一轉(zhuǎn)速下對(duì)應(yīng)的特征頻率一致，只是在振動(dòng)加速度幅值上有所不同。

3.2.1 斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特征頻率分析

在斜齒輪振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，x向?yàn)辇X輪軸向，y向?yàn)辇X輪嚙合法向，圖7～13所示為斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在無縫內(nèi)衣機(jī)轉(zhuǎn)速為50～80 r/min時(shí)的3向振動(dòng)加速度頻譜圖。

圖7 50 r/min時(shí)斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的3向振動(dòng)加速度頻譜圖Figure 7 Three-way vibration acceleration frequency spectrum of helical gear transmission mechanism at 50 r/min

圖8 55 r/min時(shí)斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的3向振動(dòng)加速度頻譜圖Figure 8 Three-way vibration acceleration frequency spectrum of helical gear transmission mechanism at 55 r/min

圖9 60 r/min時(shí)斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的3向振動(dòng)加速度頻譜圖Figure 9 Three-way vibration acceleration frequency spectrum of helical gear transmission mechanism at 60 r/min

圖10 65 r/min時(shí)斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的3向振動(dòng)加速度頻譜圖Figure 10 Three-way vibration acceleration frequency spectrum of helical gear transmission mechanism at 65 r/min

圖11 70 r/min時(shí)斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的3向振動(dòng)加速度頻譜圖Figure 11 Three-way vibration acceleration frequency spectrum of helical gear transmission mechanism at 70 r/min

圖12 75 r/min時(shí)斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的3向振動(dòng)加速度頻譜圖Figure 12 Three-way vibration acceleration frequency spectrum of helical gear transmission mechanism at 75 r/min

圖13 80 r/min時(shí)斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的3向振動(dòng)加速度頻譜圖Figure 13 Three-way vibration acceleration frequency spectrum of helical gear transmission mechanism at 80 r/min

通過觀察圖7～13中的數(shù)據(jù)可以得出：在振動(dòng)頻率0～1 000 Hz范圍內(nèi)，隨著轉(zhuǎn)速的增加，特征頻率逐漸增大，其中x向是3個(gè)方向中振動(dòng)成分最復(fù)雜、頻率激勵(lì)點(diǎn)最多的方向；而在y向和z向振動(dòng)加速度頻譜圖中，特征頻率明顯并且隨著速度的增加斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)情況趨于平穩(wěn)，頻率成分由繁變簡(jiǎn)。在斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，x向是斜齒輪中心軸線方向，螺旋角在嚙合運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的軸向推力對(duì)斜齒輪軸向結(jié)構(gòu)造成損壞，使得斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)x向振動(dòng)比其他2個(gè)方向明顯和復(fù)雜。從實(shí)驗(yàn)的角度驗(yàn)證了斜齒輪傳動(dòng)振動(dòng)力學(xué)模型中理論分析的正確性。

3.2.2 下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)振動(dòng)頻率分析

基于同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)平穩(wěn)、效率高、工作期間不產(chǎn)生滑動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，所以下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)平穩(wěn)，振動(dòng)明顯，因此直接分析其特征頻率在整機(jī)轉(zhuǎn)速為50～80 r/min時(shí)變化曲線，如圖14所示。

圖14 下主同步帶特征頻率變化圖Figure 14 Characteristic frequency variation graph of lower main synchronous belt

圖14中，隨著機(jī)器轉(zhuǎn)速的提高，下主同步帶的振動(dòng)頻率逐漸增加，由點(diǎn)A到點(diǎn)G，特征頻率從374.4 Hz增加至590.6 Hz。因此也就得出在實(shí)驗(yàn)中的其他條件不改變時(shí)，增加同步帶的速度，機(jī)構(gòu)的振動(dòng)頻率隨之增加，也從實(shí)驗(yàn)的角度驗(yàn)證了同步帶傳動(dòng)振動(dòng)力學(xué)模型中理論分析的正確性。

3.3 典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的對(duì)比分析

首先結(jié)合表1中的數(shù)據(jù)，通過對(duì)比看出，在整機(jī)轉(zhuǎn)速在50～80 r/min之間時(shí)，2種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)加速度均方根值都很小，而且斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的加速度均方根值整體趨勢(shì)大于下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中x向加速度均方根值整體趨勢(shì)大于y向和z向的加速度均方根值；下主同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中3個(gè)方向的加速度均方根值在整機(jī)轉(zhuǎn)速為55，60，75和80 r/min時(shí)差別不大，其余轉(zhuǎn)速時(shí)變化較大。

表1 2種典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)振動(dòng)加速度

4 結(jié)論

課題組針對(duì)圓緯針織機(jī)典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)——斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)特性的理論分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及對(duì)比研究。首先建立2種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)振動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行理論分析；再搭建振動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量平臺(tái)利用三向加速度傳感器獲取加速度頻譜圖，得到相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；最后證明實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析結(jié)果的一致性，獲得振動(dòng)特性。研究得出以下結(jié)論：

1) 隨著速度的增加， 2種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)趨于平穩(wěn)，振動(dòng)信號(hào)成分減少，特征頻率明顯，并逐漸增加，且在同一速度下2種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特征頻率相等。

2) 斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由于螺旋角的存在，其x方向上的振動(dòng)頻率明顯，受到的軸向力更大，齒輪軸向磨損突出，因此在機(jī)器使用過程中，注意日常的保養(yǎng)與及時(shí)更換。

3) 同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中主要與整機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速與振動(dòng)頻率呈現(xiàn)正相關(guān)性。

4) 在無縫內(nèi)衣機(jī)中，斜齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在靠近電機(jī)的位置，主要與針筒齒輪嚙合傳動(dòng)，螺旋角的存在使其承載能力提高，保證了動(dòng)力傳遞的高效性和運(yùn)行的平穩(wěn)性。同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在大齒輪安裝盤中，適用于距離相對(duì)較遠(yuǎn)的傳動(dòng)，保證了傳遞的高效性和平穩(wěn)性。

通過理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為無縫內(nèi)衣機(jī)以及其他紡織設(shè)備中典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)特性分析和傳動(dòng)方式的選擇提供了參考。