齿轮常见故障与诊断培训课件
齿轮箱故障及预防措施
齿轮或轴承的几何尺寸、精度 和热处理工艺不当。
齿轮箱故障的后果
设备停机
齿轮箱故障可能导致设备停机 ，影响生产线的连续运行。
生产损失
设备停机将导致生产中断，造 成生产损失和成本增加。
安全风险
部分故障如轴承断裂可能导致 设备严重损坏和人员伤亡。
维护成本增加
频繁的故障和维修将增加设备 的维护成本。
02
断裂。
密封失效
密封件老化或损坏导致 润滑油泄漏或外部杂质
进入。
振动与噪声
齿轮或轴承运转不平稳 引起的异常振动和噪声
。
齿轮箱故障的原因分析
01
02
03
04
润滑不良
油位过低、油质不纯或润滑系 统堵塞。
操作不当
超载、过速或润滑系统未及时 保养。
维护不足
未定期检查、清洁、更换密封 件或润滑油。
设计与制造缺陷
齿轮箱故障及预防措施
汇报人： 2023-12-23
目录
• 齿轮箱故障概述 • 齿轮箱故障诊断方法 • 齿轮箱故障预防措施 • 齿轮箱故障修复技术 • 齿轮箱故障预防的未来展望
01
齿轮箱故障概述
齿轮箱的常见故障类型
齿轮磨损
由于长时间运转或润滑 不良，齿轮表面材料逐
渐损失。
轴承损坏
轴承在承受过大载荷或 润滑不Biblioteka Baidu时发生卡滞或
齿轮机构PPT课件
使用插齿机进行加工，可加工内齿轮和多联 齿轮，生产效率较高。
滚齿
采用滚齿机进行加工，生产效率高，适用于 中、大批量生产。
剃齿
在热处理前对齿轮进行精加工，提高齿轮精 度和表面质量。
齿轮的热处理与表面强化
热处理
包括淬火、回火等工艺，提高齿 轮的硬度和耐磨性。
表面强化
采用渗碳、渗氮等化学热处理方 法，增加齿轮表面的硬度和耐磨
06
齿轮机构的维护与保养
齿轮机构的润滑与密封
润滑方式
根据齿轮机构的工作条件和要求，选择合适的润滑方式，如油浴 润滑、喷油润滑、循环油润滑等。
润滑剂选择
根据齿轮机构的载荷、速度、温度等条件，选用合适的润滑剂，如 齿轮油、润滑脂等。
密封措施
采用有效的密封措施，防止润滑剂泄漏和外界杂质进入齿轮机构内 部，确保齿轮机构的正常工作。
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齿轮机构ppt课件
目录
• 齿轮机构概述 • 齿轮机构的基本原理 • 齿轮机构的类型与结构 • 齿轮机构的设计与计算 • 齿轮机构的制造工艺与装备 • 齿轮机构的维护与保养
01
齿轮机构概述
定义与分类
定义
齿轮机构是由两个或多个齿轮组 成，通过齿轮间的啮合传递运动 和动力的机械传动装置。
分类
根据齿轮轴线相对位置的不同， 齿轮机构可分为平行轴齿轮机构 、相交轴齿轮机构和交错轴齿轮 机构。
齿轮箱基础知识培训讲义
齿轮箱基础知识培训讲义
一、齿轮箱的结构
齿轮箱通常由外壳、输入轴、输出轴、齿轮组、轴承、密封件等组成。其中，外壳是齿轮
箱的外部保护壳，用于承载和保护内部结构。输入轴和输出轴分别用于连接传动源和传动
目标，齿轮组则是齿轮箱的核心部件，通过齿轮的啮合传递动力。轴承和密封件则用于支
撑和密封齿轮箱内部的零部件。
二、齿轮箱的工作原理
齿轮箱的工作原理是利用齿轮的啮合来传递动力。当输入轴带动输入齿轮旋转时，通过齿
轮的啮合，输出轴的齿轮也会被带动旋转，从而实现动力的传递。同时，通过不同大小齿
轮的组合，还可以实现不同转速和转矩的传递。齿轮箱的工作原理比较简单，但是需要注
意的是在使用过程中避免超载和过速运转，以免造成齿轮箱的损坏。
三、齿轮箱的常见故障
1. 齿轮磨损：由于齿轮箱长期工作在高负荷下，齿轮表面会出现磨损，严重影响齿轮箱的
传动效率和使用寿命。
2. 轴承损坏：轴承是齿轮箱的关键支撑部件，长期高速运转容易导致轴承的损坏，严重影
响齿轮箱的正常运转。
3. 油封漏油：油封是齿轮箱内部的重要密封件，如果发生漏油，会导致齿轮箱内部润滑不良，加剧齿轮的磨损。
4. 齿轮箱过热：长期高速运转或超载会导致齿轮箱内部温度升高，严重影响齿轮箱的使用
寿命。
四、齿轮箱的维护保养
1. 定期更换润滑油：齿轮箱内部的齿轮和轴承需要充分润滑，定期更换润滑油可以减少磨损，延长使用寿命。
2. 注意齿轮箱的冷却：当齿轮箱长时间高速运转时，应当注意及时降温，避免齿轮箱过热。
3. 定期检查齿轮箱的密封件：定期检查齿轮箱的密封件是否漏油，如果发现漏油现象，应
齿轮泵培训资料PPT课件
5.齿轮泵的径向不平衡力
改善措施：
1、开压力平衡槽。即将齿 槽中的高压区引向低压吸油 口，齿槽中的低压区引向高 压吸油口。
2、缩小排液口尺寸。使压 油腔的压力仅作用在一个齿 到两个齿的范围内。
缩小压油 区面积
压油口缩小后，齿轮泵只能单向运转。
压力平 衡槽
6.
6.泄漏问题
1、浮动轴套补偿原理：将压力 油引入轴套背面，使之紧贴齿 轮端面，补偿磨损，减小间隙。 2、弹性侧板式补偿原理：将泵 出口压力油引至侧板背面，靠 侧板自身的变形来补偿端面间 隙
泵如果反转，吸排方向相反 啮合紧密，齿顶和端面间隙都小，液 体不会大量漏回吸入腔 由于磨擦面较多，一般只用来排送有 润滑性的油液
4.齿轮泵困油现象
外齿轮泵一般采用渐开线齿形 为转运平稳，要求齿轮的重迭系数ε大于1 前一对啮合齿尚未脱离啮合时，后一对齿便已
进入啮合。 在部分时间内相邻两对齿会同时处于啮合状态，
4. 不宜超额定Pd工作
会使原动机过载，加大轴承负荷，使工作部件变形，磨损和漏 泄增加，严重时造成卡阻。
5. 要防止吸口真空度大于允许吸上真空度
否则不能正常吸入 当吸入P过低时，会产生“气பைடு நூலகம்现象”
油在低压区析出许多气泡，Q降低 当气泡到高压区时，空气重新溶入油中，形成局部真空，四周的高压
油液就会以高速流过来填补 产生液压冲击，并伴随剧烈的噪声
齿轮常见故障类型及诊断方法
４ 实例分析
图 ５为齿轮箱实测频谱图， ５ 为修理前的频 图 ａ 谱， 可以看 出， 在各阶啮合频率 附近均有明显的边
带， 且总 的振动 量级 均较 高 ； ５ 图 ｂ是修理后 的结 果 ，
部放大， 用来判断或读出故障的特征信息 。
细化谱边频诊断故障一般从 ２方 面着手 ： １ （）
［ ］ Ｍｏ ｅ Ｍｕｒｙ ｕｔ Ｓ ｋ ｉ ｄ ｅ Ｒ，ｔ １Ａ ｗ ． ２ ｌ ｎＤ， ｒ —Ｒ ｓ Ｈ，ａｔ ｖ ｉ ｌ ｅ ａ ａ ｄ ａ ｈ ａｖ ．
ｔ ｒｐ ｏ ｕ ｔ ｉ ｒ ｍｅ ｏ ｋ ｆ ｒ ｕ ｄ ｒｔｎ ｉｇ ａ ｄ ａ ｔ ｎ ｅ ｒ ｄ ｃｉ ｔ ｆａ ｗ ｒ ｏ ｎ ｅｓａ ｄ ｎ ｎ ｃｉ ， ｖｙ ｏ
高农作物水分生产率的主要对策。只有在这个基本 策略下调整农业产业结构、 改进农作物灌溉制度 、 减 少农 业 用水 消耗 ， 可 实现 区域 粮食 的 安全 供 给 和 方
绿 洲灌 区的可 持续发 展 。 主成 分荷 载矩 阵 的结果 足 以说 明干旱 区绿洲 农
Ｗｏｋｈｐｏ ｔ ｒｄ ｃｖ ｙ［ ．ｒ Ｌｎ ａ Ｗａｄ — ｒｓｏ ｎＷａ ｒ ｏｕｔ ｉ Ｒ］ Ｓｉ ａ ｋ ， ｄ ｕ ｅＰ ｉｔ
生变化 ， 使动载荷加大， 不但振动和噪音加大 ， 而且
最终 导致 齿 的折 断 。 ２３ 齿面 疲劳 （ ． 点蚀 、 剥落 ） 齿 面疲 劳 是指 齿 表 面 金 属 微 屑 剥 落 下 来 而 形
齿轮泵工作原理及常见故障处理ppt课件
进油过程：当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔由于相 互啮合的轮齿逐渐脱开，密封空间逐渐增大，形成部分真 空，因此油箱中的油液在大气压的作用下将油吸入吸油腔， 将齿间槽充满，并随着齿轮的旋转，把油液带到左侧的压 油腔内。
压油过程：在压油腔一侧，由于轮齿在这里逐渐进入啮合， 密封工作容积不断减小，油就被压了出去。
11
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5.2、输出流量不足
（1）油温高将使其黏度下降、内泄漏增加，使泵输 出流量减小。应查明原因采取措施；对于中高压 齿轮泵，须检查密封圈是否破损。
（2）选用油的黏度过高或过低，均会造成泵的输出 流量减少，应使用黏度合格的油品。
（3）齿轮泵一般不可以反转，如泵体装反，将造成 压油腔与吸油腔局部短接，使其流量减少甚至吸 不上油来。此时，应查泵的转向。
Hale Waihona Puke Baidu 所以齿轮泵的工作过程中，只要两齿轮的旋转方向不变， 吸油，压油腔即能确定。
4
5
三、齿轮泵的分类
外啮合
内啮合
6
四、齿轮泵的组成
组成: 前、后泵盖，泵体，一对齿数、 模数、齿形完全相 同的渐开线外啮合。
端盖 壳体
7
五、齿轮泵常见故障及处理方法
8
5.1齿轮泵产生振动与噪声的原因与排除
1、吸入空气 （1）齿轮泵的泵体与两侧端盖为直接接触的硬密封，若接触面的平面度达不
齿轮箱 典型故障
齿轮箱典型故障
一一、齿轮磨损
齿轮磨损是齿轮箱最常见的故障之一。当齿轮长时间运行或承受过大载荷时，齿面会逐渐磨损，导致齿轮间隙增大，严重时甚至会影响齿轮的啮合。为了防止齿轮磨损，可以采取以下措施：定期检查齿轮的磨损情况，及时更换磨损严重的齿轮；选用耐磨性能好的齿轮材料；优化齿轮设计，提高齿轮的承载能力。
二、轴承损坏
轴承是齿轮箱中的重要部件，其主要作用是支撑齿轮和其他转动部件。当轴承出现故障时，会导致齿轮箱振动、噪声增大，严重时甚至会影响设备的正常运行。为了防止轴承损坏，可以采取以下措施：选择质量好的轴承材料和制造工艺；定期检查轴承的运行状态，及时发现并解决轴承故障；优化轴承设计，提高轴承的承载能力和使用寿命。
三、润滑不良
润滑是齿轮箱正常运行的重要保障。当润滑不良时，齿轮和其他转动部件的摩擦会增大，导致齿轮箱温度升高、噪声增大、齿面磨损加剧。为了改善润滑状况，可以采取以下措施：选用合适的润滑剂和润滑方式；定期检查润滑系统的运行状态，及时发现并解决润滑问题；优化润滑设计，提高润滑效果。
四、密封问题
密封问题也是齿轮箱的常见故障之一。当密封不良时，水分、杂质等物质会进入齿轮箱内部，导致齿轮和其他转动部件腐蚀、磨损加剧。为了解决密封问题，可以采取以下措施：选用性能良好的密封材料和密封结构；定期检查密封件的磨损情况，及时更换磨损严重的密封件；优化密封设计，提高密封效果。
五、负载过大
负载过大是导致齿轮箱故障的另一个重要原因。当设备承受的载荷超过其承受能力时，齿轮和其他转动部件会受到过大的应力，导致齿轮箱损坏。为了防止负载过大，可以采取以下措施：合理设计载荷分配，避免单个设备承受过大的载荷；定期检查设备的运行状态，及时发现并解决超载问题；优化设备结构，提高设备的承载能力。
机械原理标准齿轮与渐开线齿轮课件
传动平稳
01
标准齿轮的齿廓为渐开线，在传动过程中，齿廓接触线与轴线
平行，使得传动平稳，无冲击和振动。
承载能力强
02
标准齿轮的参数经过优化设计，具有较高的承载能力，能够满
足各种机械传动需求。
互换性好
03
标准齿轮具有标准的几何参数和尺寸，便于互换和维修，降低
了制造成本和维护成本。
03 渐开线齿轮
渐开线齿轮的定义与特点
适用范围广
由于渐开线齿轮具有较好的传动性能和承载能力，因此其适用范围 较广，可用于各种机械传动系统。
04 标准齿轮与渐开 线齿轮的比较
几何参数的比较
齿数
标准齿轮和渐开线齿轮的齿数相等，是决定齿轮传动比和传动效 率的关键参数。
模数
标准齿轮和渐开线齿轮的模数相等，是表示齿轮尺寸和强度的参 数。
压力角
齿轮是通过一对或多个轮齿相互啮合 ，实现旋转运动和力传递的机械零件 。根据不同的分类标准，齿轮可分为 多种类型，如直齿、斜齿、锥齿等。
齿轮的工作原理
总结词
齿轮的工作原理基于轮齿之间的相互作用，通过轮齿的啮合实现旋转运动和力 的传递。
详细描述
当两个齿轮相互啮合时，一个齿轮的轮齿会进入另一个齿轮的齿槽中，产生力 的作用。这种力的作用使得一个齿轮的旋转运动传递到另一个齿轮上，从而实 现旋转运动和力的传递。
齿轮的故障诊断
齿轮的故障诊断
齿轮的故障诊断
一、齿轮的常见故障
齿轮是最常用的机械传动零件，齿轮故障也是转动设备常见的故障。据有关资料统计，齿轮故障占旋转机械故障的10.3%。齿轮故障可划分为两大类，一类是轴承损伤、不平衡、不对中、齿轮偏心、轴弯曲等，另一类是齿轮本身（即轮齿）在传动过程中形成的故障。在齿轮箱的各零件中，齿轮本身的故障比例最大，据统计其故障率达60%以上。齿轮本身的常
见故障形式有以下几种。
1. 断齿
断齿是最常见的齿轮故障，轮齿的折断一般发生在齿根，因为齿根处的弯曲应力最大，而
且是应力集中之源。
断齿有三种情况：①疲劳断齿由于轮齿根部在载荷作用下所产生的弯曲应力为脉动循环交变应力，以及在齿根圆角、加工刀痕、材料缺陷等应力集中源的复合作用下，会产生疲劳裂纹。裂纹逐步蔓延扩展，最终导致轮齿发生疲劳断齿。②过载断齿对于由铸铁或高硬度合金钢等脆性材料制成的齿轮，由于严重过载或受到冲击载荷作用，会使齿根危险截面上的应力超过极限值而发生突然断齿。③局部断齿当齿面加工精度较低、或齿轮检修安装质量较差时，沿齿面接触线会产生一端接触、另一端不接触的偏载现象。偏载使局部接触的轮齿齿根处应力明显增大，超过极限值而发生局部断齿。局部断齿总是发生
在轮齿的端部。
2. 点蚀
点蚀是闭式齿轮传动常见的损坏形式，一般多出现在靠近节线的齿根表面上，发生的原因是齿面脉动循环接触应力超过了材料的极限应力。
在齿面处的脉动循环变化的接触应力超过了材料的极限应力时，齿面上就会产生疲劳裂纹。裂纹在啮合时闭合而促使裂纹缝隙中的油压增高，从而又加速了裂纹的扩展。如此循环变化，最终使齿面表层金属一小块一小块地剥落下来而形成麻坑，即点蚀。
齿轮ppt课件
蜗杆的螺旋面与蜗轮的齿面相切，传递空 间交错轴之间的运动，具有传动比大、结 构紧凑、传动平稳等优点。
齿轮的转速与转向
转速
两个相互啮合的齿轮，其转速与齿数成反比，即转速与齿数的乘积是常数。
转向
对于两个相互啮合的齿轮，其转向与旋转方向相反，即当一个齿轮顺时针旋转 时，另一个齿轮逆时针旋转。
齿轮的效率与功率
足市场和用户的需求。
人才培养
随着齿轮技术的不断发展，需 要培养更多的专业人才，以支
撑技术的研发和应用。
市场竞争
随着市场竞争的加剧，需要不 断提升产品质量和服务水平，
提高竞争力。
政策支持
政府对制造业的支持力度不断 加大，为齿轮技术的发展提供
了良好的机遇。
场前景。
机器人领域
随着机器人技术的普及和应用，齿 轮在机器人关节部位的应用越来越 广泛，对精度的要求也越来越高。
航空航天领域
航空航天领域对齿轮的要求极高， 高性能、高精度的齿轮具有很大的 市场需求。
齿轮技术的发展挑战与机遇
01
02
03
04
技术研发
随着技术的不断进步，需要不 断进行技术研发和创新，以满
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
03
齿轮的材料与制造工艺
齿轮材料的选择
钢材
齿轮传动6PPT课件
热处理工艺对齿轮性能影响
淬火
提高齿轮的硬度和耐磨 性，但可能导致变形和
开裂。
回火
渗碳淬火
氮化
消除淬火应力，提高韧 性和综合力学性能。
提高表面硬度和耐磨性， 同时保持心部韧性。
形成高硬度氮化层，提 高耐磨性和耐腐蚀性。
材料选择与热处理原则
根据传动要求选择材料
根据齿轮传动的负载、速度、精度等要求选 择合适的材料。
应用领域及发展趋势
应用领域
齿轮传动广泛应用于各种机械设备中，如汽车、机床、工程机械、航空航天等。
发展趋势
随着科技的不断进步，齿轮传动正向高精度、高效率、高可靠性、轻量化等方 向发展，同时，新型材料和先进制造技术的应用也为齿轮传动的发展带来了新 的机遇和挑战。
02
齿轮参数与几何尺寸计算
模数、压力角等基本参数
齿轮传动性能评价与优化 设计
传动效率、噪音等性能指标评价
传动效率
齿轮传动的效率是评价其性能的重要指标之一，高效率意味着更少的能量损失和更高的传动性能。传 动效率受到齿轮精度、润滑条件、载荷和速度等因素的影响。
噪音
齿轮传动过程中产生的噪音是评价其性能的另一个重要指标。噪音的大小与齿轮的设计、制造精度、 润滑条件以及载荷等因素有关。低噪音的齿轮传动对于提高机械设备的舒适性和环境友好性具有重要 意义。
保证齿轮性能
《锥齿轮传动》课件
二、构造和组成
锥齿轮传动的构造和组成原理
锥齿轮传动由两个或多个锥齿轮组成，通过啮合形 成传动。
锥齿轮的分类和特点
锥齿轮根据齿轮的锥角、齿数和齿形等特点，可以 分为螺旋锥齿轮、直齿锥齿轮等多种类型。
三、工作原理
锥齿轮的材料选择和加工工艺
锥齿轮的材料选择考虑强度和耐磨性，制造工艺 包括铸造、热处理、精加工等。
五、常见故障与排除
锥齿轮传动的常见故障
常见故障包括齿轮磨损、齿面断裂等，导致传动效 率下降和传动不稳定。
锥齿轮传动故障的排除方法和技 巧
排除锥齿轮传动故障的方法包括更换齿轮、修复齿 面、调整啮合间隙等。
《锥齿轮传动》PPT课件
在这个PPT课件中，我们将探索锥齿轮传动的工作原理、设计制造、常见故障 与排除、应用案例等内容。通过生动的图像和精彩的讲解，带您走进锥齿轮 传动的世界。
一、概述
1 什么是锥齿轮传动？
锥齿轮传动是一种通过互相啮合的锥形齿轮 传递力量和运动的机械传动装置。
2 锥齿轮传动的作用和应用范围
2 锥齿轮传动的未来发展趋势
随着科技的不断进步，锥齿轮传动将在材料、 制造工艺等方面迎来更多发展，满足不断升 级的工程需求。
1
锥齿轮传动的工作原理
齿轮泵工作原理及常见故障处理ppt课件
3
• 进油过程：当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔由于相 互啮合的轮齿逐渐脱开，密封空间逐渐增大，形成部分真 空，因此油箱中的油液在大气压的作用下将油吸入吸油腔 ，将齿间槽充满，并随着齿轮的旋转，把油液带到左侧的 压油腔内。
齿轮故障监测与诊断
齿轮故障监测与诊断
引言
齿轮作为机械传动装置的重要组成部分，在工业生产过程中扮演着重要的角色。齿轮故障可能会导致传动装置的失效，进而影响整个生产系统的稳定性与可靠性。因此，对齿轮的故障监测与诊断显得尤为重要。本文将介绍齿轮故障的常见类型、监测方法以及诊断技术，旨在为工程师提供相关知识以改善齿轮传动系统的运行。
齿轮故障的常见类型
齿轮故障的常见类型包括齿面磨损、齿面损伤、齿根断裂和轴向偏移等。齿面
磨损是由于齿轮之间的相对滑动引起的，主要表现为齿面的变平、光亮和磨耗。齿面损伤是因为齿轮传动系统在运行过程中受到冲击、振动或过载等因素的影响，造成齿轮齿面的断裂、脱落或裂纹等问题。齿根断裂是由于齿轮齿面强度不足或负载过大引起的，造成齿根的断裂或塑性变形。轴向偏移是指齿轮轴线之间的相对位移，可能会导致齿轮啮合不良，进而影响传动效果。
齿轮故障监测方法
齿轮故障的监测方法可以分为在线监测和离线监测两种。
在线监测
在线监测是指在齿轮传动装置运行过程中，利用各种传感器、信号采集装置和
数据分析方法来实时监测齿轮的工作状态。常见的在线监测方法包括：
1.振动分析：通过安装加速度传感器或振动传感器来检测齿轮传动系统
的振动信号，根据振动信号的频率、幅值和相位等特征来判断齿轮是否存在故障。
2.声学分析：利用麦克风等设备采集齿轮传动系统产生的声音信号，通
过对声音信号的频谱分析和波形分析来判断齿轮的工作状态。
3.温度监测：通过安装温度传感器来检测齿轮传动系统的温度变化，高
温可能是齿轮摩擦、磨损或润滑不良的表现。
4.油液分析：对齿轮传动系统的润滑油进行样品采集，并使用油液分析
风电齿轮箱日常维护及故障处理PPT
建立故障预警系统
实时监测
通过传感器和监测系统对风电齿轮箱的运行状态 进行实时监测，收集各项运行参数。
故障预警
根据收集到的运行参数，通过算法分析判断是否 存在故障隐患，及时发出预警信息。
快速响应
在接收到预警信息后，相关人员应迅速采取措施 进行处理，防止故障扩大。
提高操作与维护人员的技能水平
01
02
风电齿轮箱的分类与特点
分类
风电齿轮箱可以根据不同的分类 标准进行分类，如根据传动方式 可分为直驱式和双馈式；根据应 用规模可分为大型和小型等。
特点
风电齿轮箱具有高可靠性、高效 率、低噪音等特点，能够在恶劣 的环境下长期稳定运行，为风力 发电机组的稳定运行提供保障。
02
风电齿轮箱日常维护
风电齿轮箱的日常检查
案例二：某风电场齿轮箱维护经验分享
维护经验
某风电场在长期运营过程中，形成了 一套完善的齿轮箱维护流程。
维护措施
定期对齿轮箱进行油样分析，检查轴 承和齿轮的磨损情况，及时更换磨损 部件。
效果评估
通过实施这一维护流程，该风电场的 齿轮箱故障率显著降低，提高了风机 的可利用率。
经验推广
将这一维护经验分享给其他风电场， 促进风电行业的维护管理水平提升。
04
风电齿轮箱故障预防措施
提高设备质量与可靠性
选用优质材料和零部件
设备故障诊断与维修第2版课件项目二设备故障诊断任务5齿轮故障诊断
任务实施 旋转机械故障诊断
旋转机械常见故障诊断见表2-6所示。
2.齿轮传动装置的动力特征
通常齿轮传动装置产生一个复杂的宽带振动频 谱，频率从低于轴的旋转频率开始伸展到齿轮啮合频 率（齿数×轴的旋转频率）的数倍。图2-59所示是齿 轮传动装置产生的振动频谱。在谱的低频端是齿轮轴 的旋转频率和它的倍频。通常在轴转速的第四或第五 阶倍频上的幅值即降到基本频率处的1％以下，因此 对于许多实际应用便可忽略。
图2-59 典型的齿轮传动频谱
下一组频率是中频，通常出现在旋转频率与 啮合频率之间。中频组是一系列与一根或二根轴 的旋转频率倍数同步的频率，因此很容易从机械 上给予解释。此外至少还有一种情况，便是这些 频率与齿轮传动元件本身的固有频率相重合，所 以这完全可能是由于一种非常低级别激励产生的 共振放大引起的。在许多情况下，中频的幅值变 化可作为齿轮传动失效的高灵敏度的初期指示。
齿轮啮合频率及其谐频通常是从齿轮传动装置上记录下来
的壳体振动和声频谱中的最显著分量。啮合频率可以是一个单 一的显著频率，亦可以是在此频率的两边有边带（边频带）围 绕着，这边频带是一些在啮合频率以齿轮轴旋转频率为间隔的 频率分量。啮合频率上的幅值从一个轮齿到另一个轮齿可以有 很大的变化，决定于齿数、传动比、表面粗糙度和载荷。一般 是齿数越多、传动比越小、齿表面粗糙度越细、齿上所受载荷 越轻，则啮合频率上的幅值越小。啮合频率上的幅值的典型数 值通常在4～8g加速度的范围内；但是经常亦可以遇到在不是 异常情况下啮合频率上的幅值超过此数值的情况。
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2/8/2021
齿轮常见故障与诊断
9
第九章 齿轮常见故障与诊断
2、幅值调制与频率调制 齿轮振动信号的调制现象中包含有很多故障信
息，从频域上看，信号调制的结果是使齿轮啮合 频率周围出现边频带成分。
信号调制可分为两种：幅值调制和频率调制。
2/8/2021
齿轮常见故障与诊断
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第九章 齿轮常见故障与诊断
2/8/2021
齿轮常见故障与诊断
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第九章 齿轮常见故障与诊断
频域特征：齿面均匀磨损时，啮合频率及其谐波分
6
第九章 齿轮常见故障与诊断
（4）超载 对于工作负荷不平稳的齿轮驱动装置(例如矿石破
碎机、采掘机等)，经常会出现过载现象，如果没有 适当的保护措施，就会造成轮齿过载断裂，或者长 期过载导致大量轮齿根部疲劳裂纹、断裂。 （5）操作失误
操作失误通常包括缺油、超载、长期超速等，都 会造成齿轮损伤、损坏。
2/8/2021
齿轮常见故障与诊断
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第九章 齿轮常见故障与诊断
从一个齿轮开始啮合到下一个齿轮进入啮合， 齿轮的啮合刚度就变化一次，由此可以计算出齿轮 的啮合周期及频率。
齿轮啮合刚度的变化频率称为啮合频率。
啮合频率fc：
fc 6n10Z1 6n20Z2
式中：n1、n2主、从动轮转速，Z1、Z2主、从动轮 的齿数。
齿轮常见故障与诊断
11
第九章 齿轮常见故障与诊断
一组频率间隔较大的脉冲函数和一组频率间隔较 小的脉冲函数的卷积，在频谱上就形成若干组围绕 啮合频率及其倍频成分两侧的边频族。
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齿轮常见故障与诊断
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第九章 齿轮常见故障与诊断
（2）频率调制
齿轮载荷不均匀、齿距不均匀及故障造成的 载荷波动，除了对振动幅值产生影响外，同时也 必然产生扭矩波动，使齿轮转速产生波动。这种 波动表现在振动上即为频率调制(也可以认为是相 位调制)。
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第九章 齿轮常见故障与诊断
四、齿轮常见故障信号特征与精密诊断
1、正常齿轮的时域特征与频域特征
（1）时域特征
正常齿轮由于刚度的影响，其波形为周期性的
衰减波形。其低频信号具有近似正弦波的啮合波
形。
（2）频域特征
正常齿轮的信号反映在功率谱上，有啮合频
率及其谐波分量，且以啮合频率成分为主，其高
课程回顾：
往复机械故障特点及影响因素 气阀故障原因及信号特征 敲缸故障原理及信号特征 拉缸故障原理及信号特征 管网振动故障原理及信号特征
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第九章 齿轮常见故障与诊断
本章重点： 1、齿轮故障形式、形成原因及振动机理 2、正常齿轮的时域与频域特征 3、齿轮均匀磨损的时域与频域特征 4、齿轮偏心的时域与频域特征 5、齿轮不同轴的时域与频域特征 6、齿轮局部异常的时域与频域特征 7、齿距误差的时域与频域特征 8、不平衡齿轮的时域与频域特征
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第九章 齿轮常见故障与诊断
对于齿轮传动，任何导致产生幅值调制的因素也同时 会导致频率调制。两种调制总是同时存在的。对于质量 较小的齿轮副，频率调制现象尤为突出。
频率调制即使在载波信号和调制信号均为单一频率成 分的情况下，也会形成很多边频成分。
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齿距偏差：齿轮的实际齿距与公称齿距有较大误差，如 左图中的大齿轮。
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齿形误差： 渐开线齿廓 有误差，如 右图所示。
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第九章 齿轮常见故障与诊断
（2）装配不良：工作状态劣化。 图(a)：齿轮轴不平行时，会在齿宽方向只有一端接触， 或者出现齿轮的直线性偏差等，使齿轮所承受的载荷在 齿宽方向不均匀，不能平稳地传递动扭矩， 图(b)：齿的局部承受过大的载荷，有可能造成断齿。
（1）幅值调制 幅值调制是由于齿面载荷波动对振动幅值的影响而
造成的。幅值调制从数学上看，相当于两个信号在时域 上相乘；而在频域上，相当于两个信号的卷积。
载波信号频率相对来说较高；调制信号频率相对于载 波频率来说较低。在齿轮信号中，啮合频率成分通常是 载波成分，齿轮轴旋转频率成分通常是调制波成分。
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次谐波依次减小；在低频处有齿轮轴旋转频率及
其高次谐波。
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2、故障情况下振动信号的时域特征与频域特征
（1）均匀磨损
齿轮均匀磨损是 指由于齿轮的材料、 润滑等方面的原因或 者长期在高负荷下工 作造成大部分齿面磨 损。
时域特征：正弦波 的啮合波形遭到破坏
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第九章 齿轮常见故障与诊断
（3）润滑不良： 对于高速重载齿轮，润滑不良会导致齿面局部过
热，造成色变、胶合等故障。 导致润滑不良的原因是多方面的，如：油路堵
塞、喷油孔堵塞，润滑油中进水、润滑油变质、 油温过高等都会造成齿面润滑不良。
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二、齿轮的振动机理
1、齿轮的力学模型分析 齿轮具有一定的质量，轮齿可看作是弹簧，所
以若以一对齿轮作为研究对象，则该齿轮副可以 看作一个振动系统。
齿轮的振动主要是由k(t)
的这种周期变化引起的。
k(t) 为周期性的变量：一
是随着啮合点位置而变化， 二是参加啮合的齿数在变 化。
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第九章 齿轮常见故障与诊断
三、齿轮故障诊断常用的信号分析处理方法 当边频带的间隔（故障频率）小于分辨率时，就分析
不出齿轮的故障，可采用频率细化技术提高分辨率。
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倒频谱能够明显 地显示出功率谱上 的周期成分，将原 来成族的边频带谱 线简化为单根谱线， 便于观察。可由此 检测出齿轮故障时 振动频谱中的等间 隔边频带。
故障齿轮
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第九章 齿轮常见故障与诊断
一、齿轮故障的常见形式与原因
1. 齿轮故障的常见形式： (1)齿面磨损 (2)齿面胶合和擦伤 (3)齿面接触疲劳 (4)弯曲疲劳与断齿
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第九章 齿轮常见故障与诊断
2. 主要原因： (1) 制造误差:偏心、齿距偏差和齿形误差等。 偏心:齿轮（一般为旋转体）的几何中心和旋转中心不重 合，如左图中的小轮。