齿轮故障的振动诊断技术研究

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齿轮故障诊断中振动信号处理研究进展

信号的特征并以此判断故障的类型，明该方法不表
仅可以提取相对轻微的磨损故障信息，还可以根据边频成分准确地定位发生故障的元件。小波分析虽在时域和频域都具有很好的局部化性质，本质上但
仍是一种窗口可调的Ｆｕｉ变换，窗内的信号必ｏｒｒｅ其须是平稳的，而没有根本摆脱Ｆｕｉ分析的局因ｏｒｒｅ
限。１３基于Ｅ．Ｍ的信号处理方法
信号，而齿轮故障的振动信号往往是非平稳信号，目前非平稳信号的分析处理有很多方法，包括短时傅里叶变换、小波变换、经验模态分解（Ｍ）局部均ＥＤ、值分解（ＩＤ）广义时频分析等，这些方法都有ＬＶ、Ｉ但
中图分类号：Ｈ１２４Ｔ３．１
齿轮箱是机械系统的重要部件，常在高速、重载条件下运行，故障发生率较高，因而对其进行故障诊断和监测十分重要。齿轮故障诊断的关键是怎样从
齿轮故障振动信号中提取故障特征。对振动信号作频谱分析时一般都采用快速傅里叶变换（Ｆ方ＦＴ）法。由于其只能分析频率不随时间变化的线性平稳
（２７部队，南三亚５２２）９５１海７０１
摘
要：了近年来振动信号处理技术在齿轮故障诊断中的应用现状，细论述了各种信号处理技术的优缺点、介绍详
应用范围和研究进展，对今后的发展方向进行了展望。并关键词：齿轮；故障诊断；号处理；信频率

齿轮箱振动的故障诊断与分析

机组齿轮箱故障为例，过对轧机齿轮箱振动信通
其倍频处能量集中且数值较大．据齿轮箱各类根
零件损坏比例的统计，轮失效占６，次依次齿０其
为轴承１％、１、体７、固件３、封９轴Ｏ箱紧油１因此，％．确定进一步的研究方向为齿轮振动信
频率／Ｈｚ
图１测点１径向）速度频谱图（加
Ｆｇ１Ａｃｅｅａｉｎｓｅｔｕｏａｕｉｇｐｉｔ１ｉ．ｃｌｒｔｐｃｒｍｆｍｅｓｒｏｎｏｎ（ａｉｌｉｅｔｎｒｄａｒｃｉ）ｄｏ
４＃机架齿轮箱连接螺栓断裂事故，重影响到该严产线的正常生产，其后，轮箱螺栓断裂事故频频齿发生，＃机架齿轮箱在１４～５架中振动最为明显，造成长时间停机抢修，给企业生产带来了一定的
动的激励源．立齿轮箱螺栓的有限元模型，模拟工况下计算得出螺栓的第３阶固有频率与齿轮箱振动主建在频率相近，成共振是致使螺栓断裂的主要原因．过这种分析计算方法，栓断裂事故得到了有效的控制．形通螺
第１２期
安妮，：轮箱振动的故障诊断与分析等齿
的激励源，障齿轮的振动信号表现为回转频率对故啮合频率及其倍频的调制，对于其频谱而言，其谱线是以啮合频率为中心，以故障齿轮的转频为

浅谈齿轮振动信号的分析与故障诊断

２０．件，以便在强度达到要求时及时连续施工，但一定要保证混凝出版社，０２３】Ｄ３／ｏ卜０３【．浙江大学出版ｓ土的养护龄期，保证挡墙等支护结构的入土深度，保证锚杆的【建筑地基基础设计规范（Ｂ３１０２０）】
长度，证锚拉的可靠，保分层支护要注意及时性、整体性；模社．０３２０．
ＭＯＤＥＮＲ
ＣＬ＿ＲＥ岫理论研究ＵＴＰＩ一ＵＲＥＳＲ
浅谈齿轮振动信号的分析与故障诊断 பைடு நூலகம்
董洪超，赵瑜ｚ
（．１宣钢焦化厂；２宣钢运输部，河北张家口０５０）．７１０
摘要：文章通过建立齿轮系统试验模型，应用ＣＬＳｔＡ软件
系统采集实际齿轮振动信号，分别采用概率密度估计法、时域
一
、
齿轮振动信号的时域和频域分析方法
（）一振动信号时域分析方法
分析法和频域分析法对系统信号进行分析与特征提取，分别研
在齿轮故障诊断中，振动信号是最常用的检测信号，直接究了正常齿轮、裂纹齿轮和磨损齿轮的故障特征。并辨识出齿对振动时域信号的时间历程进行分析和评估是状态监测和故障轮系统的不同运行工况。诊断最简单和最直接的方法，直接观察时域波形可以看出周期、关键词：齿轮振动信号；齿轮故障；时域分析；频域分析谐波、脉冲、共振、拍频现象。还有时域故障诊断的各动态指标，如：反映信号中心趋势标志的均值；描述动态信号强度的齿轮是工业中应用十分广泛的一种通用零部件，其类型多，指标均方值、均方根值和方根幅值；反映信号偏离中心趋势波用量大，大部分设备都会用到齿轮。齿轮传动多以齿轮箱的结动强度的指标方差；用于和正态分布曲线比较、分别反映信号构出现，它是目前广泛采用的主要传动形式之一。虽然齿轮从概率分布的中心不对称程度和概率密度函数峰顶的凸平度的偏设计、结构、材料到制造等方面已相当成熟和规范。但仍然难斜度和峭度，还有一些无量纲动态指标：波形指标、脉冲指标、以避免诸如磨损、剥落、点蚀、裂纹等常发故障。研究表明，峰值指标和裕度指标等。另外还有相关分析中的自相关分析和

利用振动信号分析故障诊断方法研究

利用振动信号分析故障诊断方法研究引言：振动信号是一种常见的故障诊断手段，通过对机械或电气设备产生的振动信号进行分析，可以有效地判断设备的工作状态和潜在故障。

近年来，随着科学技术的发展，振动信号分析在工业领域得到了广泛的应用。

本文旨在探讨利用振动信号分析进行故障诊断的方法及其研究意义。

一、振动信号分析的原理振动信号是机械设备在运行过程中由于内部结构、运动部件等原因所产生的振动，其特征包括振动频率、振幅、相位等。

振动信号分析的核心原理是通过对振动信号的频谱分析，确定故障特征频率，从而判断设备是否存在故障。

二、常见的振动信号分析技术1. FFT频谱分析快速傅里叶变换(FFT)是一种基于傅里叶变换的频谱分析方法，通过FFT分析振动信号的功率谱密度，可以得到频率信息。

利用频谱分析技术，可以检测设备内部的故障频率，如轴承的谐波频率、齿轮的啮合频率等。

2. 小波分析小波分析是一种时频分析方法，通过对振动信号进行小波变换，可以同时获得时域和频域的信息。

小波分析相对于FFT分析更具优势，可以有效地提取出瞬时频率、瞬时幅值等特征，对非平稳信号的分析具有较好的效果。

3. 非线性分析振动信号中包含了丰富的非线性特征，如共振、周期倍频、离散谱等，通过对振动信号进行相空间重构、Lyapunov指数计算等非线性分析方法，可以有效地判断设备是否存在故障。

三、利用振动信号分析故障诊断的应用振动信号分析在工业领域具有广泛的应用，可以用于早期故障预测、设备状态监测、故障诊断等方面。

1. 早期故障预测通过对设备产生的振动信号进行分析，可以提前检测到设备存在的潜在故障，并采取相应的维护措施。

例如，在风力发电机组中，通过监测主轴箱的振动信号可以判断主轴箱内轴承是否存在异常磨损，从而预测轴承故障的发生时间。

2. 设备状态监测振动信号可以反映设备的实时工作状态，通过对振动信号的监测与分析，可以及时了解设备的运行情况。

例如，在石油钻机上安装振动传感器，可以实时监测钻杆的振动情况，通过对振动信号的分析，可以判断钻具是否受损，避免钻具折断等事故的发生。

齿轮的振动测量与简易诊断1齿轮的振动测量

选择
根据实际需求和条件选择合适的测量方法，如精度要求高、条件允许可选择直接测量法；仅需大致了解振动状态可选择间接测量法；特殊环境下可选择非接触测量法。
03
齿轮振动测量设备与工具
振动传感器
振动传感器是用于测量齿轮振动的主要设备，它能够将机械振动转换为电信号，以便进一步处理和分析。
常见的振动传感器类型包括电涡流式、压电式和电容式等，每种类型都有其特定的适用范围和优缺点。
断齿
振动信号中会出现频率成分单一、幅值较大的冲击信号。
齿隙过大
振动信号中会出现频率较低、幅值较大的周期性信号。
弯曲或扭转变形
振动信号中会出现频率和幅值均有所变化的非周期性信号。
简易诊断技术的优缺点
优点
操作简便、成本低廉、实时性强。
缺点
精度较低、可靠性有待提高、对操作人员经验要求较高。
06
提高生产效率
通过振动测量，可以优化齿轮的设计和制造过程，提高齿轮的效率和寿命，
从而提高生产效率。
振动测量技术的发展历程
起步阶段
早期的振动测量技术主要依赖于模拟信号处理和人工分析，测量精度和效率较低。
发展阶段
随着数字技术和计算机技术的不断发展，振动测量技术逐渐实现了数字化和自动化，提高了测量精度和效率。
齿轮振动测量与诊断案例分析
案例一：齿轮箱振动异常的诊断
总结词
通过振动测量技术，发现齿轮箱振动异常，分析原因并采取相应措施。
详细描述
齿轮箱在运行过程中出现异常振动，通过振动测量仪器检测到振动幅值和频率异常。经过分析，发现齿轮啮合不良、轴承损坏等原因导致振动异常。采取更换轴承、调整齿轮间隙等措施后，振动问题得到解决。

齿轮主要振动故障特征及实测频谱案例

齿轮主要振动故障特征及实测频谱案例一、齿轮故障的频谱特征1、齿的磨损、过载齿轮的均匀性磨损、齿轮载荷过大等原因引起的故障，都会在轮齿之间产生很高的冲击力，此时会产生以啮合频率的谐波频率为载波的频率，其中啮合频率的幅值相对正常状态将明显增大，但在啮合频率及其谐波周围不产生边频带。

随着齿轮磨损劣化，啮合频率及谐波幅值会继续增长。

2、断齿、齿面剥落等属于齿轮集中缺陷的局部性故障，在齿轮运行至缺陷部位时，会激发瞬时的冲击，产生一个高幅值的波峰。

此时，啮合频率将受到旋转频率的调制，在啮合频率其及谐波两侧产生一系列的边频带，其频谱特点是边频带数量多、范围广、分布均匀且较为平坦。

随着此类缺陷的扩大，边频带在宽度范围及幅值上也会增大。

3、点蚀、胶合点蚀、胶合等分布比较均匀的缺陷，同样也将产生周期性冲击脉冲和调幅、调频现象。

但是，与断齿等局部性故障不同的是，由于点蚀、胶合都属于浅表缺陷，在齿轮啮合时不会激发瞬态冲击，因此在啮合频率及其谐波两侧分布的边频带阶数少且集中，其频谱特点是边频带数量分布范围窄、幅值起伏变化大。

二、诊断实例对某减速箱的例行巡检过程中发现，该齿轮箱存在周期约为0.5s 的振动冲击，但减速箱本身振动值没有明显变化。

该减速箱为核心设备，一旦该设备出现问题停运，整条生产线将被迫停车，造成巨大的经济损失。

鉴于现场减速箱无明显振动，通过听棒听诊及振动检测等常规方式均无法判断出振动冲击的部位及形成原因，故对该减速箱进行现场振动信号采集和诊断。

查看频谱图，明显存在第三轴和第四轴四级啮合频率(28.15Hz )，且振动能量的缓慢增加，说明磨损在缓慢增长。

随着状态恶化，振动值缓慢增长，三级与四级啮合频率幅值增长明显，同时啮合频率周围开始产生以第三轴转频(2.01Hz )为间隔的边频，而且边频带体现的特征为数量多、范围广(24~60Hz )、分布均匀且较为平坦，如下图所示。

通过时域波形图可以发现，时域信号明显存在着周期约为0。

基于振动波形分析技术的齿轮故障诊断与研究

排查．得了良好的效果取
兜齿轮振动原理
齿轮传动时每对齿轮副可视为一个振动系统．
根据傅里叶变换原理．把一对齿轮组成的振动系统所产生的齿轮振动信号分解成若干个谐波分量之
２．，明在点③ 的附近有故障的ｍ现，０５说根据③ 点水
平方向的时域波形图所显示的结果如图２所示．可
以看出齿轮的脉冲信号是一周出现一次．每隔１４ｓ出现一次，率大小为７５．个数字与大３ｍ频．Ｈｚ这
作者简介：冲（９２，，南三门峡人，门峡职业技术学院机电工程系教师秦１８一）男河三
针对冷轧厂开卷机大齿轮箱的异常振动．利用
的①一 ⑥所示。上
最经典的振动频谱分析法．从齿轮故障原理人手．把诊断仪采集的诊断数据和波形分析后．行故障进
＠广＠
丈齿轮箱
图１开卷机设备简图３２数据采集及分析．
和齿轮的啮合刚度将会随着齿轮的故障的发生而
降低．时，轮振动会因此变得更加强烈．测的此齿所
共测试了四个测试点，分别为② 、、、， ③ ④ ⑤ 如
图３测试点⑧ 水平方向的幅值频谱
图７检修后③测点水平方向的幅值频谱
通过测试得出测点 ③ 的水平方速度值发生了

齿轮故障诊断的几种具体方法,经验总结

齿轮故障诊断的几种具体方法，经验总结齿轮在运行中如果发生故障就会影响到真个设备的运行状态,要如何来发现和诊断齿轮故障呢?有四种方法——时域平均法、边频带分析、倒频谱分析、Hilbert解调法，下面我们就来了解一下。

这是齿轮时域故障诊断的一种有效的分析方法。

该方法能从混有干扰噪声的信号中提取出周期性的信号。

因为随机信号的不相关性，经多次叠加平均后便趋于零，而其中确定的周期分量仍被保留下来。

时域平均法要拾取两个信号：一个是齿轮箱的加速度信号，另一个是转轴回转一个周期的时标信号。

时标信号就经过扩展或压缩运算，使原来的周期T转换为T’，相当于被检齿轮转过一整转的周期。

这时加速度测过来的信号以周期T’截断叠加，然后进行平均。

这种平均过程实质上是在所摄取的原始信号中消除其他噪声的干扰，提取有效信号的过程。

最后，再经过光滑滤波，得到被检齿轮的有效信号。

边频带成分包含有丰富的齿轮故障信息，要提取边频带信息，在频谱分析时必须有足够高的频率分辨率。

当边频带谱线的间隔小于频率分辨率时，或谱线间隔不均匀，都会阻碍边频带分析，必要时应对感兴趣的频段进行频率细化分析（ZOOM分析），以准确测定边频带间隔。

由于边频带具有不稳定性，在实际工作环境中，尤其是几种故障并存时，边频带错综复杂，其变化规律难以用具体情况描述，但边频带的总体水平是随着故障的出现而上升的。

对于有数对齿轮啮合的齿轮箱振动的频谱图中，由于每对齿轮啮合时都将产生边频带，几个边频带交叉分布在一起，仅进行频率细化分析识别边频特征是不够的，如偏心齿轮，除了影响载荷的稳定性而导致调频振动以外，实际上还会造成不同程度的转矩的波动，同时产生调频现象，结果出现不对称的边频带，这时要对它进行分析研究，最好的方法是使用倒频谱分析。

倒频谱分析将功率谱中的谐波族变换为到频谱图中的单根谱线，其位置代表功率谱中相应谐波族（边频带）的频率间隔，可以检测出功率谱图中难以辨别的周期性，从而便于分析故障。

齿轮箱中齿轮故障的振动分析与诊断

齿轮箱中齿轮故障的振动分析与诊断摘要：齿轮箱常见的失效类型为齿轮箱，所以定期监控其工作状况，以减少故障率，提供预测型的检修计划。

应用结果显示，该技术能够对变速箱进行有效的判断，并能正确地判断出变速箱的故障部位和严重性，从而为船员制定相应的检修计划，降低无用维护费用，防止机械和机械的非计划停运。

关键词：风力发电机组；齿轮箱；故障诊断引言：在回转机构中，最常见的是齿轮，它的工作状态对整个机器的工作情况有很大的影响。

齿面磨损、表面接触疲劳、齿面塑性、齿面弯曲和齿面折断等是常见的失效类型。

一、齿轮箱故障诊断的意义在风力发电机组中，齿轮箱作为重要传动设备，为风能转化为电能提供源源不断的动力，发挥着十分重要的功能。

风力发电机组中的齿轮箱，不仅体积、质量较大，而且结构十分复杂，这也导致在发电机组运转过程中，齿轮箱容易发生各种故障，进而使发电机组的运行受到较大影响，甚至蒙受重大损失。

近年来，陆续爆发出多起因为齿轮箱故障而导致风力发电机组停运的实践，不仅让发电机组受到极大影响，而且带来重大经济损失。

所以说，对风力发电机组齿轮箱实施有效的故障诊断措施，从而尽发现问题，解决问题，保证其稳定性，不仅具有极大的经济意义，而且有很强的社会意义[1]。

传统的齿轮箱故障诊断主要是通过人工方式实现的，通过人工巡检加定期维护的方式，排除齿轮箱故障。

然而，这种模式，一方面带有很强的滞后性，通常都是齿轮箱发生故障以后，并且对发电机组造成影响之后，才能够去被动的应对，依然无法完全避免损失；另一方面，齿轮箱结构复杂，人工方式诊断故障，不仅准确率不高，而且耗费大量的时间和人力。

因此，通过对齿轮箱实施在线监控，并通过监控数据对齿轮箱实施故障诊断，一旦发现异常立刻予以维护、维修，只有这样，才能够真正有效的预防齿轮箱故障，将隐患消除，从而最大程度降低对风力发电机组的影响。

二、齿轮箱故障诊断机理实现齿轮箱的故障诊断，首先必须了解齿轮箱的故障机理，以此为基础选择合适的诊断技术，才能有有效保障故障诊断的及时性与准确性。

齿轮传动系统的故障诊断方法研究论文

齿轮传动系统的故障诊断方法研究论文齿轮传动系统的故障诊断方法研究内容提要: 在机械设备运转过程中,齿轮传动系统通过主、从动齿轮的相互啮合传递运动和能量,这个过程将产生一定形式的机械振动。

而诸如磨损、点蚀、制造误差、装配误差等齿轮和齿轮传动系统的各种缺陷和故障必然引起机械振动状态(或信号)发生变化。

因此,在齿轮传动系统的振动信号中,蕴涵有它的健康状态 (故障与无故障)信息,监测和分析振动信号自然就可以诊断齿轮和齿轮传动系统的故障。

关键词: 齿轮故障;故障诊断;振动;裂纹目录引言 1第一章影响齿轮产生振动的因素 21.1 振动的产生 21.2 振动的故障 2第二章齿轮裂纹故障诊断 42.1 裂纹产生的原因 42.2齿轮裂纹分类、特征、原因及预防措施42.2.1淬火裂纹 42.2.2磨削裂纹 42.2.3疲劳裂纹 52.2.4轮缘和幅板裂纹 6第三章齿轮故障诊断方法与技术展望73.1 齿轮故障诊断的方法73.1.1 时域法73.1.2 频域法73.1.3 倒频谱分析83.1.4 包络分析83.1.5 小波分析方法83.2 齿轮故障诊断技术的展望9结论10致谢11参考文献12引言随着科学技术的不断进步,机械设备向着高性能、高效率、高自动化和高可靠性的方向发展。

齿轮由于具有传动比固定、传动转矩大、结构紧凑等优点,是改变转速和传递动力的最常用的传动部件,是机械设备的一个重要组成部分,也是易于故障发生的一个部件,其运行状态对整机的工作性能有很大的影响。

在机械设备运转过程中,齿轮传动系统通过主、从动齿轮的相互啮合传递运动和能量,这个过程将产生一定形式的机械振动。

而诸如磨损、点蚀、制造误差、装配误差等齿轮和齿轮传动系统的各种缺陷和故障必然引起机械振动状态(或信号)发生变化。

因此,在齿轮传动系统的振动信号中,蕴涵有它的健康状态(故障与无故障)信息,监测和分析振动信号自然就可以诊断齿轮和齿轮传动系统的故障。

第一章影响齿轮产生振动的因素1.1 振动的产生在齿轮的传动啮合过程中,影响齿轮产生振动的原因很多,有大周期的误差也有小周期的误差。

基于传动机理分析的行星齿轮箱振动信号仿真及其故障诊断

基于传动机理分析的行星齿轮箱振动信号仿真及其故障诊断一、本文概述随着现代工业技术的飞速发展，行星齿轮箱作为机械设备中的关键部件，其性能的稳定性和可靠性对于设备的整体运行具有至关重要的作用。

然而，由于行星齿轮箱结构的复杂性和工作环境的恶劣性，其故障诊断一直是机械故障诊断领域的难点和热点。

为了更深入地理解行星齿轮箱的故障机理，提高故障诊断的准确性和效率，本文开展了基于传动机理分析的行星齿轮箱振动信号仿真及其故障诊断研究。

本文首先介绍了行星齿轮箱的基本结构和传动原理，分析了其振动信号的特点和产生机理。

在此基础上，建立了行星齿轮箱的振动信号仿真模型，通过仿真模拟，深入探讨了不同故障类型对振动信号的影响规律。

结合现代信号处理和机器学习技术，提出了一种基于振动信号分析的行星齿轮箱故障诊断方法，实现了对故障类型的准确识别和故障程度的定量评估。

本文的研究不仅有助于深化对行星齿轮箱故障机理的理解，也为实际工程中的故障诊断提供了有力的理论支持和技术手段。

通过振动信号仿真和故障诊断方法的结合，可以有效提高行星齿轮箱故障诊断的准确性和效率，为保障设备的安全稳定运行提供有力保障。

二、行星齿轮箱传动机理分析行星齿轮箱是一种广泛应用于各种工业设备中的复杂传动机构，其独特的传动方式和结构特点使得其振动信号具有独特的特征。

为了准确模拟行星齿轮箱的振动信号并进行故障诊断，首先需要深入理解其传动机理。

行星齿轮箱的核心部件是行星轮系，它由一个中心太阳轮、多个行星轮以及一个内齿圈组成。

行星轮通过行星架与太阳轮和内齿圈同时啮合，形成了一种独特的传动方式。

在行星齿轮箱工作过程中，由于齿轮之间的啮合作用，会产生动态载荷和振动。

太阳轮作为动力输入端，其旋转驱动行星轮进行公转和自转。

行星轮在公转过程中，通过与内齿圈的啮合，将动力传递到输出端。

这种传动方式使得行星齿轮箱具有较高的传动比和紧凑的结构，但同时也带来了振动和噪声问题。

在行星齿轮箱的传动机理中，齿轮啮合是一个关键因素。

齿轮箱振动信号频谱分析与故障诊断

齿轮箱振动信号频谱分析与故障诊断摘要：随着科技的快速发展，齿轮已经成为现代工业中主要的零部件之一，由于齿轮箱传动比是固定的，传动力矩大，结构紧凑，被各种机械设备广泛的应用，成为各种机械的变速传动部件，但是齿轮是诱发机械故障的重要部位，所以对齿轮箱故障诊断是十分必要的，本文基于齿轮箱振动及调制边频带形成机理的分析，提出用谱平均及倒频谱分析相结合的方法，对监测系统输出信号进行频域分析，诊断齿轮箱故障，并分析产生的原因。

关键词：齿轮箱；振动信号；频谱分析；故障诊断一、齿轮传动装置故障基本形式及振动信号特征对于齿轮传动装置来说零件失效的主要表现为齿轮和轴承，而齿轮所占比例很大，所以根据提取的故障信号特征，提出行之有效的诊断方法是十分必要的，这样才能更好地诊断齿轮传动装置的问题所在。

1.齿形误差当齿轮出现齿形误差的时候，频谱产生啮合频率及高次谐波为载波频率，齿轮所在的轴转频及倍频为调制频率的啮合频率调制现象，谱图上在啮合频率及倍频附近会产生幅值比较小的边频带，当齿形误差比较严重的时候，激振能量很大，就会产生固有频率，齿轮所在轴转频及倍频为调制频率的齿轮共振频率调制现象。

2.齿面均匀磨损当齿轮使用以后齿面会出现磨损失效，当磨损的时候，使得轮齿齿形的局部出现改变，箱体振动信号与齿形误差也有很大的不同之处，啮合频率及高次谐波的幅值也会增加，由于齿轮的均匀摩擦，就不会产生冲击振动信号，所以不会出现明显的调制现象。

当摩擦达到一定程度以后，啮合频率及谐波幅值就会增加，而且越来越大，同时振动能量也在增加。

3.箱体共振齿轮传动装置箱体共振是比较严重的问题，这主要是因为受到箱体外的影响，激发箱体的固有频率，导致共振的形成。

4.轴的弯曲轴轻度弯曲就会造纸齿轮齿形误差，形成以啮合频率及倍频为载波频率，如果弯曲轴上有多对齿轮啮合，就会对啮合频率调制，但是谱图上的边带数量少，但是轴向振动能量很大。

当轴严重弯曲的时候，时域会出现冲击振动，这于单个断齿和集中性故障产生的冲击振动有很大的区别，这是一个严重的冲击过程。

齿轮箱振动信号分析和故障诊断

存在的问题：
1、应该把不同转矩作用下振动信号数据同时进行对比，可能效果更加明显； 2、没有设置故障齿轮，连续小波变换法不能直接做出故障诊断； 3、对于自功率谱分析，其诊断结果显著性不是很强。
入转速下的振动信号比较，其时域特征并不能明显的做
出区分判断。
2、连续小波变换可以将机械信号很好地分解在有限的时间—尺度范围内而保持信号的信息完整。对比传统的频谱分析，机械信号经过连续小波变换后，其内部蕴涵的故障信息能在尺度域上很好地体现出来。通过比对不同输入转速下齿轮（涡轮）传动的小波能量-尺度分布图，可以明
自功率谱分析
本实验的信号分析方法将采用Welch法，分别对齿轮传动和涡轮传在不同输入转速下的振动信号进行自功率谱分析，通过Matlab软件仿真估计，绘制出各个信号自功率谱图。
齿轮传动振动信号功率谱（1495r/min）
齿轮传动振动信号功率谱（1457r/min）
齿轮传动振动信号功率谱（1402r/min）
程序如下：
clc clear close all hidden %%********************************读数据 l1=zeros(7,33); for i=1:7 l1(i,1)=i; end for i=1:7 fni=[num2str(i),'.txt']; fid=fopen(fni,'r'); x=fscanf(fid,'%f',inf); status=fclose(fid); n=length(x); c=cwt(x,1:32,'morl');%morlet小波 32维分解 a=zeros(32,1); for ii=1:32 for jj=1:n a(ii,1)=a(ii,1)+(c(ii,jj)).^2; end end %求每个尺度对应能量占总能量的百分比 sum1=0; for ii=1:32 sum1=sum1+a(ii); end b=zeros(32,1); for ii=1:32 b(ii,1)=a(ii,1)/sum1; end b=b'; l1(i,2:1:33)=b(1,:); end save data_l1 l1

机械毕业设计450齿轮箱故障诊断实验研究毕业设计

d)常规诊断和特殊诊断
常规诊断就是指齿轮箱在正常服役条件下进行的诊断，我们所说的诊断一般都属于这一类型。
Key word: GearboxFaultdetectionThe mechanismof vibrationExperiment
第一章
1.1
1.1.1齿轮故障诊断技术概述
1.1.1.1齿轮故障诊断技术的相关概念
故障是指系统实际输出与所期望的输出不相容或是系统的观测值与根据系统的行为描述模型所得的预测值存在矛盾，从而使得系统整体或局部偏离正常功能或功能失效[1]。
故障诊断的根本任务就是在不拆卸设备的情况下，能根据已知的观测(即征兆)，找出诊断对象中可能存在的故障或导致这些故障的各种原因，并能预测未来的发展趋势同时提出各种维修的决策和建议[2]。设备诊断的基本过程如图1.1[2]
2
由于现代齿轮箱制造及运行状态差别很大，且其工作环境又各不相同，因此故障诊断技术的分类方法自然不同，但归纳起来，按诊断目的和被诊断参数两种方式进行分类.
摘要
齿轮箱是机械设备中广泛使用的重要部件，它的损伤和失效常常导致传动系统或整机的故障，从而导致重大安全事故。因此，作为动力传递核心的齿轮箱装置的故障诊断受到了越来越多的重视。而研究表明，齿轮箱故障的60%是由齿轮本体失效造成的，基于此，本文对齿轮故障的类型和形成原因，齿轮箱的振动机理、振动模型、齿轮箱故障信号所表现出的振动特征进行了研究，还对齿轮箱的故障诊断方法进行了归纳总结，并将所研究的诊断方法应用于齿轮箱故障诊断试验验证。通过对正常齿轮、断齿齿轮时域波形、频谱特征研究证明了不管齿轮是否有故障存在，其频谱中都会有啮合频率存在。同时通过对断齿故障齿轮的滤波、解调和功率谱分析验证了断齿齿轮的频谱特征为啮合频率及其谐频周围形成以轴的旋转频率为调制频率的边频带。

基于振动分析的齿轮断齿故障研究

维普资讯
第１第１期５卷
２００７年６月
广州航海高பைடு நூலகம்等专科学校学报
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＵＡＮＧＨＯＺＵＭＡＲＴＭＥＣＬＧＥＩＩＯＬＥ
Ｖｏ．１Ｎｏ１５．１
１齿轮断齿机理分析
齿轮及齿轮箱的振动系统是一个复杂的非线形
［］２建立了３维齿轮内部裂纹模型，用有限元分采析方法对断齿进行分析，出断齿失效是由啮合齿得内部疲劳裂纹扩展引起的结论，采用不同的材料并
不良或操作维护不当等原因均可能导致齿轮产生故障，且齿轮故障的类型还随齿轮材料、处理工并热艺、转状态等因素的不同而变化．据齿轮损伤的运根表面形貌、伤过程及损伤机理的分析，障通常表损故现为断齿、面疲劳（蚀、落、裂）胶合、齿点剥龟、划痕、面磨损、性流动及其他损伤（化学腐蚀、齿塑如异物嵌入）等形式．国外抽样统计结果表明，轮的齿各种损伤发生的概率如表１所列．齿是齿轮发断生故障最主要也是最严重的损伤形式．
究，对振动信号进行时域和频谱分析，出振动分析数据和图谱．得
关键词：动分析；振齿轮断齿；障；故时频分析
中图分类号：６４Ｕ６文献标识码：Ａ
现代机械设备在传递运动方式上多种多样，但齿轮传动仍是目前广泛采用的主要运动形式之一．齿轮传动具有结构紧凑、率高、效寿命长、作可靠工和维修方便等优点，改变运动、递动力、化速在传变

齿轮故障诊断模糊判据的研究

明显的凹坑
３模糊判据的建立
一
般来说，轮的运行状态从正常到完全失效是齿
一
个渐进的过程。因此，理论上讲，无限个运行从有
状态。为便于对故障诊断工作的实际开展，将齿轮的运行状态划分为有限个状态是合适的。根据实际情
修改稿收到日期：０１９— ４２０ —０２
男，士，博副教授，９３年生１６
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第２期赵章焰：齿轮故障诊断模糊判据的研究
５ａ，分别为待检功率谱图上齿轮故障频率处。）【２
建立诊断判据的参数是散度指标。散度指标能同时用两个参量反映齿轮故障的严重程度，服了用克单一参量反映齿轮故障程度的局限性。散度指标．是度量两个参量之间相似程度的距，离指标。它是一种信息距离判别函数＿３。待检功率３谱与标准功率谱之间的散度．用数学式可表示为［：，］
此，文选择Ｊ、作为建立诊断判据的２特征指本ｓ一个
标。
Ｍ：特征指标数目：＝２Ｍ；
Ｓｎ：准功率谱图上第ｎ个特征指标值；（）标
令：（）＝Ｊ１Ｓ２Ｓ１ｓ；（）＝Ｓ一１
ｔｎ：（）待检功率谱上第ｎ个特征指标值；
计算得出。

行星齿轮箱振动故障诊断方法

行星齿轮箱振动故障诊断方法
行星齿轮箱振动故障的常用诊断方法包括以下几种：
1. 振动信号分析法：通过采集行星齿轮箱的振动信号，根据信号特征进行分析、诊断，判断故障的类型和程度。

2. 声音分析法：在行星齿轮箱运转过程中，通过听声音的方式来判断故障的类型和位置。

一般来说，如果行星齿轮箱发出异常的响声或噪音，则很有可能存在故障。

3. 转矩分析法：根据行星齿轮箱的转矩曲线，诊断出现故障的可能性。

4. 润滑油分析法：检测行星齿轮箱的润滑油，分析其物理和化学性质，判断是否存在异常情况，以及异常情况是否与故障有关。

上述方法各有优缺点，在实际应用时需要根据具体情况决定采用何种方法进行诊断。

同时，也需要结合操作经验和专业知识，准确判断问题的根源，以便采取正确的处理措施。