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Approche expérimentale pour résoudre le bruit de bande latérale d'un réducteur planétaire miniature

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Les spectres de vibrations et de bruit des transmissions planétaires miniatures présentent généralement des composantes à des fréquences distinctes autour de la fréquence de l'engrenage (passage des dents) et de ses harmoniques supérieures, appelées bandes latérales de modulation.

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Elles constituent une part importante des vibrations et du bruit générés par la transmission. Les bandes latérales ont une influence sur les mesures de qualité du bruit et peuvent fournir des indices précieux sur les combinaisons de dents d'engrenage, le phasage des planétaires, les erreurs de fabrication telles que l'excentricité, le faux-rond présent dans le jeu d'engrenages, l'erreur de position de l'axe du planétaire, etc. La première étape critique dans la conception et le contrôle de l'activité des bandes latérales d'une transmission planétaire est de développer une approche compressive pour analyser les bandes latérales de modulation ainsi que de décrire les mécanismes causant les bandes latérales. L'article décrit l'étude des bandes latérales, la corrélation avec les résultats des tests et la solution pour minimiser le bruit.

INTRODUCTION

Aujourd'hui, les solutions de mouvement par le biais de moteurs et de réducteurs miniatures sont utilisées dans plusieurs applications comme le médical, l'industriel, la robotique, l'aérospatial, etc. La plupart de ces applications utilisent des réducteurs planétaires en raison de leur rapport puissance-densité élevé, mais cela augmente la complexité du système et peut contribuer à des problèmes tels que le bruit. La plupart de ces applications utilisent des réducteurs planétaires en raison de leur rapport puissance-densité élevé, mais ils augmentent la complexité du système et peuvent contribuer à des problèmes tels que le bruit. Comme ces produits sont utilisés par des personnes dans leur environnement de travail, les aspects critiques du bruit et des vibrations doivent être pris en compte. Les bandes latérales asymétriques sont fréquemment observées dans les problèmes de bruit des engrenages planétaires et sont différentes des bandes latérales typiques qui sont symétriques autour de l'ordre des mailles de l'engrenage (ou de la fréquence des mailles). Les bandes latérales asymétriques sont causées par des différences de phase entre les différents points d'engrènement. L'emplacement des bandes latérales peut être calculé en connaissant les paramètres de l'engrenage. Les positions des engrenages en prise affectent le bruit de l'engrenage de différentes manières. L'une d'entre elles consiste à générer des bandes latérales (causées par la modulation) autour des fréquences d'engrènement ou des ordres d'engrènement, lorsque les jeux d'engrenages sont épuisés, présentent des erreurs de pas, des erreurs de position de l'axe planétaire et/ou un déséquilibre [1,2].

Il existe trois types de modulations : la modulation d'amplitude (AM), la modulation de fréquence (FM) ou la modulation de phase (PM). Randall a décrit l'AM et la FM dans la mesure du bruit des engrenages [3]. La MA crée deux bandes latérales symétriques autour de l'ordre de la maille.

(fréquence centrale), une de chaque côté, qui sont généralement appelées bandes latérales inférieure et supérieure. La FM ou PM crée un nombre effectivement infini de bandes latérales. Lorsque plusieurs paires d'engrenages s'engrènent en même temps, comme dans les trains d'engrenages planétaires largement utilisés dans les transmissions planétaires, un phénomène a souvent été observé : les bandes latérales ne sont plus symétriques et n'apparaissent que d'un seul côté de l'ordre d'engrènement. De plus, l'amplitude du bruit à l'ordre des mailles est nettement inférieure à celle de la ou des bandes latérales, voire proche de zéro. McFadden et Smith ont fourni une explication mathématique [4] suggérant que les différentes relations de phase entre les points d'engrènement des engrenages sont à l'origine des bandes latérales asymétriques. Les différentes relations de phase entre les points d'engrènement des engrenages sont à l'origine des bandes latérales asymétriques. Dans un jeu d'engrenages planétaires typique, chaque point d'engrènement génère un bruit. Bien que chaque bruit ait la même fréquence et la même amplitude, leurs phases ne sont pas identiques en raison de la différence de synchronisation entre les points d'engrènement.

Dans le présent article, une approche expérimentale visant à résoudre le bruit de la bande latérale des engrenages planétaires est présentée par le biais de mesures NVH et de techniques d'analyse du démontage. L'article met en évidence l'approche Best of Best (BOB) et Worst of Worst (WOW) pour comparer 5 échantillons Best et 5 Worst en mesurant le bruit et les vibrations. La signature sonore et vibratoire met en évidence la présence de bruit de bande latérale dans les échantillons WOW, qui sont ensuite soumis à une analyse de démontage pour identifier la cause profonde du bruit de bande latérale.

Lisez l'article complet sur www.portescap.com