Vibration characteristics of single-stage planetary gear transmissions

• Autores: Cristián Molina Vicuña
• Localización: Ingeniare: Revista Chilena de Ingeniería, ISSN-e 0718-3305, ISSN 0718-3291, Vol. 22, Nº. 1, 2014, págs. 88-98
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    En su aplicación a transmisiones planetarias, el monitoreo de condiciones basado en el análisis de vibraciones no ha otorgado resultados favorables. Una de las principales causas es la inadecuada interpretación del espectro de las vibraciones. La estructura de las líneas presentes en el espectro de las vibraciones medidas en la parte externa del anillo de una transmisión planetaria sin fallas, está estrechamente relacionada con la geometría de la transmisión. Por esta razón, es posible encontrar distintas estructuras espectrales para distintas transmisiones planetarias. Para explicar este fenómeno, en este trabajo se presenta un modelo de las vibraciones para una transmisión planetaria de una etapa. El modelo es realizado en el dominio tiempo, y analizado en el dominio frecuencia mediante el uso de la transformada de Fourier. Se muestra que algunas transmisiones planetarias con distintas geometrías presentan estructuras espectrales similares. Basado en esto, se propone una clasificación de las transmisiones planetarias en cuatro grupos, presentándose las características del espectro de cada uno de ellos. La clasificación propuesta permite una rápida estimación de la estructura del espectro esperado de las vibraciones de cualquier transmisión planetaria de una etapa. De esta forma, se espera contribuir a mejorar los resultados del monitoreo de condiciones en transmisiones planetarias

  • English

    Condition monitoring based on vibration measurement and analysis of planetary gear transmissions has not provided the same good results observed in conventional fixed-shaft gear transmissions. One of the causes being the improper interpretation of the vibration spectrum. The structure of the lines present in the spectrum of the vibrations measured on a non-faulty planetary gear transmission, with a sensor mounted on the outer part of the ring gear, is strictly related to the geometry of the transmission. Hence, different spectral patterns can be found for different planetary gear transmissions. In this work, a vibration model for a single-stage planetary gear transmission is presented to explain this phenomenon. The model is developed in the time domain and analyzed in the frequency domain by using the Fourier transform. It is shown that some planetary gear transmissions, with different geometries, present similar spectral structures. Based on this, a classification of planetary gear transmissions in four groups is proposed. The spectral characteristics of the vibrations of each group are presented. The classification allows for a fast estimation of the expected spectral pattern of the vibrations of any single-stage planetary gear transmission. Through this, contribution is expected in order to increase the effectiveness of vibration-based condition monitoring in planetary gear transmissions