齿轮故障#
齿轮传动机构常见故障及其原因
齿轮传动机构常见故障及其原因齿轮传动机构常见故障及其原因齿轮传动机构是一种常见的动力传输方式，广泛应用于各种机械设备中。
然而，由于工作条件的恶劣和运行时间的延长，常常会出现各种故障。
下面将介绍齿轮传动机构常见故障及其原因。
1. 齿轮磨损与断裂齿轮磨损与断裂是齿轮传动机构最常见的故障之一。
其原因主要有以下几点：(1) 齿轮材料选择不当或制造工艺不良，硬度不符合要求；(2) 负载过重，超过了齿轮承载能力，导致齿面磨损；(3) 装配不当，齿轮轴向间隙过大或过小，导致齿轮表面接触不均匀，产生剧烈振动；(4) 润滑不良，齿轮表面摩擦导致局部高温，从而磨损齿面。
2. 齿轮啮合不良齿轮传动机构在工作过程中，由于各种原因可能出现齿轮啮合不良的故障。
原因主要包括：(1) 齿轮副安装不平行或位置偏差过大，导致啮合不良；(2) 齿轮模数选择不当或齿数计算错误，导致齿轮间隙不合适；(3) 齿轮轴向间隙过大或过小，造成齿轮端面挤压变形；(4) 齿轮加工精度不高，齿面垂直度太大。
3. 齿轮传动噪声过大齿轮传动机构在工作时会产生一定的噪音，但是如果噪声过大，会给工作环境带来一定的影响。
造成齿轮传动噪声过大的原因主要有以下几点：(1) 齿轮轮齿间隙太小或是不存在间隙，啮合过紧，产生冲击噪声；(2) 齿轮精度不够高，导致齿轮啮合过程中产生干涉，增加噪音；(3) 齿轮安装不平行或偏心，导致齿轮啮合面不均匀，增加噪声；(4) 润滑不良，齿轮表面摩擦增大，产生噪音。
4. 齿轮轴断裂和变形齿轮轴断裂和变形是齿轮传动机构常见的故障之一。
其原因主要有以下几点：(1) 齿轮传动负载过大，超过了齿轮轴的承载能力；(2) 齿轮安装不当，轴向间隙过大或过小，导致齿轮轴受到额外的冲击；(3) 齿轮轴材料选择不当，硬度不足，强度不够。
总之，齿轮传动机构在运行中，常常会出现磨损、断裂、啮合不良、噪声过大、轴断裂和变形等故障。
这些故障主要是由材料选择不当、制造工艺问题、负载过重、装配和润滑不当等因素引起的。
齿轮的故障诊断(推荐)
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------齿轮的故障诊断(推荐）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。
1 / 18③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。
齿轮传动系统故障处理实例
齿轮传动系统故障处理实例1. 故障描述在一个工业设备中，齿轮传动系统出现了故障。
操作人员报告说，在正常运行中突然听到一声巨响，设备停止运转。
经过检查发现，主要故障部件是齿轮传动系统中的一对齿轮。
2. 故障分析2.1. 负荷过大导致齿轮损坏首先要检查传动系统的负荷是否过大。
如果负荷超过了齿轮的承载能力，齿轮就会因过大的压力而损坏。
可以通过检查传动系统的设计参数以及实际的工作负荷来判断是否存在负荷过大的问题。
2.2. 齿轮润滑不良导致齿轮磨损齿轮传动系统的润滑状态也是一个重要的因素。
如果润滑不良，摩擦会导致齿轮表面磨损，进而导致齿轮失效。
可以检查润滑系统的工作状态，包括润滑油的质量和量是否符合要求，润滑油是否有污染物等。
2.3. 齿轮配合间隙不合理导致齿轮噪音和损坏齿轮之间的配合间隙也会影响传动系统的工作。
如果配合间隙过大或过小，会产生噪音和振动，同时也容易导致齿轮的损坏。
可以通过检查齿轮的配合间隙是否符合设计要求来判断是否存在此类问题。
3. 故障处理3.1. 更换齿轮在齿轮损坏的情况下，最常见的处理方法是更换齿轮。
可以根据齿轮的类型、尺寸等参数来选择和更换合适的齿轮。
3.2. 检查和调整负荷为了避免类似的故障再次发生，还需要检查和调整传动系统的负荷。
可以根据设备的工作条件和要求来重新评估和调整工作负荷，确保不会超过齿轮的承载能力。
3.3. 检查和维护润滑系统润滑系统的工作状态直接影响齿轮的寿命和运行效果。
需要检查和维护润滑系统，包括更换润滑油、清理润滑油污染物、检查润滑油管道是否存在堵塞等。
3.4. 调整齿轮配合间隙如果发现齿轮之间的配合间隙不合理，可以进行相应的调整。
根据实际情况，可以调整齿轮的啮合方式、齿轮的安装位置等，以达到合适的配合间隙。
4. 预防措施为了预防类似故障的再次发生，可以采取以下措施：定期检查和维护传动系统，包括齿轮的磨损情况、润滑系统的工作状态等。
认真记录和分析齿轮传动系统的工作参数，及时发现和解决问题。
变速齿轮无效的原因
变速齿轮无效的原因
变速齿轮失效的原因可能有多种，以下是一些常见的原因：
1. 齿轮磨损：长时间的使用会导致齿轮轮齿磨损，这可能是因为铁屑、灰尘等杂质进入齿轮啮合部位，造成摩擦和磨损。
2. 润滑不当：润滑油或脂的选用不当或失效，可能导致齿轮之间的金属直接接触，增加磨损并产生过多热量，最终导致齿轮失效。
3. 安装不准确：如果齿轮的安装不到位，可能会导致啮合间隙不当，中心距变化，从而影响齿轮的正常啮合，引起运行不稳定和过早磨损。
4. 材料疲劳：齿轮在长期承受交变载荷的情况下，可能会在齿根处产生疲劳裂纹，最终导致轮齿折断。
5. 设计缺陷：如果齿轮设计时没有充分考虑到应力集中的问题，可能会导致齿根弯曲疲劳强度不足，从而发生折断。
6. 制造误差：制造过程中的误差也可能导致齿轮的失效，如热处理不当导致的硬度不足，或者加工精度不够导致的尺寸误差。
7. 过载操作：超过齿轮的设计载荷运行，可能会导致轮齿过载折断。
8. 共振破坏：在某些情况下，齿轮可能会因为共振而损坏，尤其是在其固有频率附近运行时。
9. 游戏软件限制：如果问题出现在游戏软件中的变速齿轮功能上，可能是因为游戏不支持变速功能，或者是变速齿轮版本与操作
系统不兼容等原因。
变速齿轮失效可能是由多种因素导致的。
因此，为了确保变速齿轮的有效性和可靠性，需要综合考虑上述因素，采取相应的预防和维护措施。
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。
(完整版)齿轮故障诊断知识专题总结
齿轮故障诊断知识专题总结
一、齿轮故障类型
注：统计资料表明，上述四类故障占齿轮故障的92%左右，为经典多发故障。
二、常用的齿轮故障分析方法
对齿轮故障进行分析的常用方法：
1、细化谱分析法：增加频谱中某些有限频段上的分辨能力；
2、倒频谱分析法：是功率谱对数的逆功率谱，是对频谱图上周期性频率结构成分的能量做了又一次集中，在功率的对数转化时给低幅值分量有较高的加权，而对高幅值分量以较低的加权，从而突出了小信号周期。
3、时域同步平均分析法：保留和齿轮故障有关的周期信号，去除其他非周期成分和噪声的干扰，提高信噪比。
这三种方法在诊断齿轮故障时非常有效，在我们设计在线状态监测系统时，要在齿轮箱故障分析模块中一定要加入这三个分析方法。
三、齿轮故障对照表
综上所示，对齿轮箱进行故障分析时，在时域和频域上要着重观察以下内容：
1、各齿轮副的啮合频率及其谐波；
2、各齿轮副的啮合频率及其谐波的边频带；
3、各齿轮副主动轮与从动轮之间的转频差；
4、周期为两齿轮齿数的最小公倍数除以其中任一齿轮每秒钟转过的齿数的脉
冲信号；
5、时域信号上幅值上下两端包络线的对称性。
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。
六、机械损坏机械损坏包括齿轮、轴承、轴等主要部件的断裂、变形等故障。
这些故障通常是由于制造缺陷、安装不当、运行不当等原因导致的。
为了预防机械损坏的发生，可以采取以下措施：严格把控零部件的制造和安装过程；加强设备的维护和检修工作；及时发现并解决设备运行中的异常情况。
齿轮常见故障及产生原因
齿轮常见故障及产生原因齿轮是一种常用的传动元件，广泛应用于机械设备中。
但是，在使用过程中，齿轮常常会出现各种故障。
以下是一些常见的齿轮故障及其产生原因：1. 齿面疲劳断裂：齿面疲劳断裂是齿轮最常见的故障之一。
它是由于齿轮长期受到循环加载引起的。
较高的载荷、较大的冲击载荷、不均匀的载荷和设计缺陷都可能导致齿面疲劳断裂。
2. 齿面磨损：齿面磨损是齿轮另一个常见故障。
它通常是由于齿轮表面间的相对滑动引起的。
摩擦、磨粒和润滑不良都可能导致齿面磨损。
3. 齿面点蚀：齿面点蚀是齿轮表面局部点状损伤的一种形式。
它通常是由于齿轮表面间的高压、低速滑动引起的。
缺乏润滑、振动和不均匀的载荷分布都可能导致齿面点蚀。
4. 齿面碎裂：齿面碎裂是齿轮表面局部断裂的一种形式。
它通常是由于齿轮受到突然冲击负荷引起的。
过载、异常载荷和设计缺陷都可能导致齿面碎裂。
5. 齿轮齿条指向不准确：齿轮齿条指向不准确会导致齿轮配合不良，进而引起噪音和故障。
这可能是由于加工误差、装配不当或磨损引起的。
6. 齿轮错位：齿轮错位指的是齿轮轴线偏离正常位置，导致齿轮啮合不良。
这通常是由于轴承松动、装配不当或齿轮轴向负荷不均匀引起的。
7. 齿轮轴瓦损坏：齿轮轴瓦损坏通常是由于齿轮轴向瓦表面不匹配、油膜破裂或载荷过大引起的。
瓦表面的磨损和磨损粒子的产生会进一步加剧齿轮轴瓦的损坏。
8. 齿轮变形：齿轮变形可能是由于材料强度不足、过载和高温引起的。
长时间的运行、过载和高温会导致齿轮变形，进而影响齿轮的啮合和传动性能。
总而言之，齿轮常见的故障包括齿面疲劳断裂、齿面磨损、齿面点蚀、齿面碎裂、齿轮齿条指向不准确、齿轮错位、齿轮轴瓦损坏和齿轮变形。
这些故障的产生原因是多种多样的，包括载荷过大、冲击负荷、设计缺陷、装配不当、润滑不良和材料强度不足等等。
因此，在设计、制造、装配和维护齿轮时，需要注意这些故障的产生原因，以保证齿轮的正常运行和使用寿命。
齿轮故障的常见形式与原因
齿轮故障的常见形式与原因一、齿轮故障的常见形式齿轮由于结构型式、材料与热处理、操作运行环境与条件等因素不同，发生故障的形式也不同，常见的齿轮故障有以下几类形式。
(1) 齿面磨损润滑油不足或油质不淸洁会造成齿而磨粒磨损，使齿娜改变，侧隙加大，以至由于齿轮过度减薄导致断齿。
一般情况下，只有在润滑油中夹杂有憾粒时，才会在运行中引起齿而磨粒磨损。
(2) 齿而胶合和擦伤对于重载和髙速齿轮的传动，齿而工作区温度很高，一旦润滑条件不良，齿面间的油膜便会消失，一个齿而的金属会熔焊在与之啮合的另一个齿而上，在齿而上形成垂直于节线的划痕状胶合。
新齿轮未经磨合便投人使用时，常在某一局部产生这种现象，使齿轮擦伤。
(3) 齿而接触疲劳齿轮在实际啮合过程中，既有相对滚动，又有相对滑动，而且相对滑动的摩擦力在节点两侧的方向相反，从而产生脉动载荷。
载荷和脉动力的作用使齿轮表而层深处产生脉动循坏变化的剪.应力，当这种剪应力超过齿轮材料的疲劳极限时，接触表而将产生疲劳裂纹，随着裂纹的扩展，最终使齿而剥落小片金属，在齿而上形成小坑，称之为点蚀。
当“点蚀" 扩大连成片时，形成齿而上金属块剥落。
此外，材质不均匀或局部擦伤，也容易在某一齿上首先岀现接触疲劳，产生剥落。
(4) 弯曲疲劳与断齿在运行过程中承受载荷的轮齿，如同悬臂梁，苴根部受到脉冲循环的弯曲应力作用最大，当这种周期性应力超过齿轮材料的疲劳极限时，会在根部产生裂纹，并逐步扩展，当剩余部分无法承受传动载荷时就会发生断齿现象。
齿轮由于工作中严重的冲击、偏载以及材质不均匀也可能会引起断齿。
断齿和点蚀是齿轮故障的主要形式。
齿轮故障还可分为局部故障和分布故障。
局部故障集中在一个或几个齿上，而分布故障则在齿轮各个轮齿上都有体现。
二、齿轮故障的原因产生上述齿轮故障的原因较多，但从大量故障的分析统计结果来看，主要原因有以下几个方而:1. 制造误差齿轮制造误差主要有偏心、齿距偏差和齿形误差等。
齿轮箱常见故障
齿轮箱常见故障
齿轮箱是一种机械装置，它将一个主动轴的扭矩传递给多个从动轴，从而实现动力的分配和传递。
齿轮箱在运行过程中可能会出现一些故障，以下是一些常见的故障：
齿轮磨损：齿轮在运转过程中会不断磨损，如果磨损过度，会导致齿轮啮合不良，影响动力传递。
齿轮疲劳：齿轮在运转过程中会受到周期性的载荷，如果载荷过大或周期过快，会导致齿轮疲劳，影响动力传递。
齿轮断裂：齿轮在运转过程中可能会发生断裂，这通常是由于齿轮材料质量问题、加工工艺问题或运转过程中受到突然的冲击载荷等原因引起的。
箱体变形：箱体是齿轮箱的重要组成部分，它的变形会影响齿轮的正常运转。
箱体变形通常是由于箱体材料质量问题、加工工艺问题或运转过程中受到突然的冲击载荷等原因引起的。
润滑不良：齿轮箱需要良好的润滑，如果润滑不良，会导致齿轮磨损加剧、疲劳加剧、断裂等问题。
漏油：齿轮箱的润滑油需要保持一定的油位，如果油位过低，会导致润滑不良，同时也会导致漏油问题。
以上是齿轮箱常见的故障，不同的故障可能会导致不同的后果，因此需要及时进行检查和维修。
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，并使用油液分析仪器检测油液中的金属颗粒、水分和污染物等指标，以判断齿轮的工作状态。
离线监测离线监测是指在齿轮传动装置停止运行后，通过对齿轮进行拆卸和检查来判断其工作状态。
常见的离线监测方法包括：1.目视检查：人工检查齿轮表面的磨损、损伤和断裂等情况，同时还可检查齿轮啮合间隙和轴向偏移等问题。
齿轮箱故障种类
齿轮箱故障种类一、齿轮损伤1.齿面磨损：由于润滑不良、异物侵入或金属微粒在齿面间的摩擦，造成齿面磨损，出现刮痕、凹坑等现象。
2.齿面疲劳：长期高负荷运转，使齿面承受反复的弯曲和应力，可能导致齿面疲劳裂纹、剥落等损伤。
二、轴承故障1.轴承损坏：轴承在长期使用过程中，由于疲劳、磨损或损坏，导致其性能下降或失效。
2.轴承移位：轴承安装不当或运转过程中受到外力影响，可能发生轴向或径向移位，影响齿轮箱的正常运转。
三、箱体故障1.箱体变形：由于温度变化、外力作用等原因，箱体可能发生变形，导致齿轮间隙变化、运转不平稳等问题。
2.箱体破裂：箱体受到严重外力冲击或内部压力过大时，可能出现破裂现象。
四、密封故障1.密封失效：密封件老化、磨损或装配不当，可能导致密封失效，引起润滑油泄漏或外部杂质侵入。
2.密封过紧：密封过紧可能导致运转不灵活，加剧密封件磨损，甚至引起密封件断裂。
五、润滑系统故障1.油路堵塞：润滑油不清洁或油路设计不合理，可能导致油路堵塞，影响齿轮箱的正常润滑。
2.油温过高：润滑油温度过高可能引起油品变质、润滑性能下降，甚至导致齿轮箱内部件损坏。
六、传动轴故障1.传动轴弯曲：过大的外力或不平衡的负载可能导致传动轴弯曲，影响齿轮的正常啮合。
2.传动轴断裂：长期疲劳运转或受到过大的冲击力，可能导致传动轴断裂。
七、螺栓故障1.螺栓松动：在振动或交变应力的作用下，螺栓可能发生松动现象，影响齿轮箱的固定性和稳定性。
2.螺栓断裂：螺栓受到过大的应力或材料缺陷，可能导致螺栓断裂。
八、操作不当导致的故障1.超载运转：长时间超过设计负荷的运转，可能加速齿轮和轴承的磨损，引起故障。
2.维护不当：缺乏定期维护和检查，可能使潜在的故障无法及时发现和修复。
3.使用环境恶劣：如在高温、高湿、腐蚀性环境等恶劣条件下使用，可能加速齿轮箱的磨损和老化。
九、电气故障1.电机故障：电机过载、缺相、短路等原因可能导致电机故障，影响齿轮箱的正常运转。
齿轮故障检测总结
齿轮故障检测总结引言齿轮是机械传动系统中常见且重要的元件之一。
在工业生产中，齿轮故障可能会导致机械传动系统的失效，从而影响设备的正常运行。
因此，对齿轮故障进行有效的检测和诊断，对于预防故障和提高设备的可靠性非常重要。
本文将对常见的齿轮故障检测方法进行总结，包括振动分析、声学分析、热红外检测以及油液分析等。
这些方法可以帮助工程师及时发现齿轮故障，并采取相应的措施修复或更换齿轮，以确保机械传动系统的可靠性和安全性。
1. 振动分析振动分析是一种常见且有效的齿轮故障检测方法。
通过监测齿轮系统的振动信号，可以识别出齿轮的故障类型，如齿面磨损、齿面疲劳断裂等。
振动分析通常包括以下步骤：1.采集振动信号：使用振动传感器采集齿轮系统的振动信号。
通常，可以选择在齿轮箱的外部或内部安装振动传感器，以获取不同位置的振动信号。
2.信号预处理：对采集到的振动信号进行预处理，包括去噪处理、滤波处理等。
这些预处理操作可以提高信号的质量和准确性。
3.特征提取：从预处理后的振动信号中提取特征，如频域特征、时域特征等。
这些特征可以用于描述齿轮故障的振动特性。
4.故障诊断：根据提取到的特征，利用故障诊断算法对齿轮的故障类型进行识别和判断。
常见的故障诊断算法包括支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）等。
振动分析方法具有非破坏性、实时性和高灵敏度等优点，可以对齿轮的早期故障进行有效检测，帮助预防严重事故的发生。
2. 声学分析声学分析是一种基于声波信号的齿轮故障检测方法。
通过监测齿轮系统产生的声音信号，可以判断齿轮的状态和故障情况。
常见的声学分析方法包括以下步骤：1.采集声音信号：使用麦克风或声音传感器采集齿轮系统产生的声音信号。
与振动分析类似，声音传感器可以安装在齿轮箱的内部或外部，以获取不同位置的声音信号。
2.信号预处理：对采集到的声音信号进行预处理，包括去噪处理、滤波处理等。
这些预处理操作可以提高信号的质量和准确性。
3.频谱分析：将预处理后的声音信号进行频谱分析，可以得到声音信号的频谱特征。
齿轮故障频率计算公式
齿轮作为机械传动中的重要元件，其运行状态对整个机械系统的工作效率和稳定性有着至关重要的影响。
然而，在齿轮的长时间运行过程中，由于各种因素的影响，如制造误差、装配不当、材料疲劳等，都可能导致齿轮出现故障。
为了及时发现并处理这些故障，避免对整个机械系统造成更大的损失，我们需要对齿轮的故障频率进行计算和分析。
齿轮故障频率的计算公式主要基于齿轮的几何参数和运动学特性。
一般来说，齿轮的故障频率可以通过其旋转频率和齿数来计算。
具体公式如下：齿轮故障频率= 齿轮旋转频率×齿数其中，齿轮旋转频率是指齿轮在单位时间内旋转的圈数，通常以转/分（rpm）或转/秒（rps）来表示。
齿数则是指齿轮上的齿数，它是一个整数，表示齿轮上齿的数量。
需要注意的是，这个公式只是一个基本的计算方式，实际上齿轮的故障频率还会受到其他因素的影响，如齿轮的负载、润滑情况、工作环境等。
因此，在进行齿轮故障频率计算时，还需要综合考虑这些因素，对计算结果进行适当的修正。
此外，齿轮故障频率的计算还需要结合具体的故障类型来进行分析。
例如，齿轮的齿面磨损、齿根断裂、齿面点蚀等故障类型，其故障频率的计算方式和影响因素可能会有所不同。
因此，在进行齿轮故障频率计算时，还需要根据具体的故障类型选择合适的计算方法和参数。
除了计算公式外，齿轮故障频率的分析还需要借助一些专业的检测设备和技术手段。
例如，可以通过振动检测、噪声检测、油液分析等方法来获取齿轮的运行状态和故障信息，进而计算出齿轮的故障频率。
这些检测方法和技术手段的应用，可以大大提高齿轮故障频率计算的准确性和可靠性。
在实际应用中，齿轮故障频率的计算和分析对于齿轮的故障诊断和预防维护具有重要的意义。
通过对齿轮故障频率的计算和分析，可以及时发现齿轮的故障隐患，避免故障的进一步扩大和恶化。
同时，还可以根据故障频率的大小和变化趋势，制定合理的维护计划和措施，延长齿轮的使用寿命，提高机械系统的整体性能和稳定性。
齿轮的常见故障
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。
点蚀有两种情况：①初始点蚀（亦称为收敛性点蚀）通常只发生在软齿面（HB＜350）上，点蚀出现后，不再继续发展，甚至反而消失。
原因是微凸起处逐渐变平，从而扩大了接触区，接触应力随之降低。
②扩展性点蚀发生在硬齿面（HB＞350）上，点蚀出现后，因为齿面脆性大，凹坑的边缘不会被碾平，而是继续碎裂下去，直到齿面完全损坏。
齿轮传动常见故障及排除
齿轮传动常见故障及排
除
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一、齿轮传动常见故障及排除方法
常见故障如下表：
二、齿轮传动的维护
1.齿轮传动的润滑
（1）润滑方式①浸油润滑。
②喷油润滑。
（2）选择润滑油
选择润滑油时先根据齿轮的工作条件以及圆周速度查得运动粘度值，再根据选定的粘度确定润滑油的牌号。
2.齿轮传动的使用
(1)要保证啮合齿轮的正确安装。
(2)选用适合的润滑剂，同时采用合理的润滑方式，明确加油部位，加油量要合适。
(3)一对新齿轮使用前，应先进行跑合运转，即在空载和逐渐加载的方式
下，至少要运转十几个小时。
然后，洗净箱体，更换润滑油，才能进行满载运转使用。
(4)保持良好的工作环境。
(5)遵守操作规程，严防超载。
(6)定期检修，及早发现传动失效或运转不正。
齿轮故障频率计算公式
齿轮故障频率计算公式
齿轮故障频率计算公式是工程领域中常用的一种计算方法，用于预测齿轮在使用过程中可能出现的故障次数。
通过计算故障频率，可以帮助工程师预估齿轮的可靠性以及使用寿命，从而制定相应的维护和保养计划。
齿轮故障频率计算公式的基本原理是根据齿轮的设计参数以及工作条件，结合实际工作中齿轮的磨损和疲劳等因素，推算出齿轮故障的可能性。
具体的计算公式如下：
故障频率 = 故障轴数 × 单个轴上的故障次数
其中，故障轴数指的是齿轮系统中存在故障的轴数，单个轴上的故障次数表示每个轴上发生故障的次数。
为了计算齿轮故障频率，首先需要确定故障轴数。
故障轴数的确定需要考虑齿轮系统的复杂程度以及工作条件的影响。
一般情况下，齿轮系统越复杂，故障轴数就越多。
而单个轴上的故障次数的计算则需要考虑齿轮的使用寿命以及工作条件对齿轮的磨损和疲劳的影响。
齿轮的使用寿命取决于其材料、硬度、润滑情况等因素，而工作条件则包括齿轮的负载、转速、温度等。
在计算单个轴上的故障次数时，需要结合这些因素进行综合考虑。
需要注意的是，齿轮故障频率计算公式只是一种预测方法，其结果仅供参考。
实际情况中，齿轮的故障频率可能受到其他因素的影响，如人为操作不当、维护不及时等。
因此，在使用齿轮故障频率计算公式时，需要结合实际情况进行综合考虑，并采取相应的措施来提高齿轮的可靠性和使用寿命。
在工程实践中，齿轮故障频率计算公式被广泛应用于齿轮设计、维护和保养等方面，对于确保齿轮的正常运行和延长其使用寿命具有重要意义。
通过合理使用和维护齿轮，可以降低故障频率，提高设备的可靠性，从而为工程项目的顺利进行提供有力支持。
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用振动分析可以检测齿轮的故障
1．齿轮的齿的磨损 2．齿轮的齿承受过大的负载 3．齿轮偏心或齿隙游移 4．裂的、破裂的或断齿 5．齿轮组合状态问题 6. 齿轮的齿摆动故障
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对于齿轮振动分析的若干说明
1．应该在每个可达的轴承座上进行振动测量。图11.1表示在位置3 处双列轴承及位置4到位置7的四个锥形滚柱轴承上进行振动测量。重要 之点是，振动传感器应该尽可能固定在靠近支承本身的地方。往往会遇 到，在距轴承有一定距离的地方测量振动。然而，这种情况下，应确保 框架或内部腹板直接连到轴承座上，在这些地方布置传感器并尽可能接 近振源进行振动测量。 2．应该在三个方向．(水平，垂直和轴向方向)进行振动测量，尤其 是当某些齿轮主要在一个方向产生力，或者根据负载，一次监测与下一 次监测可能不一样的其他情况下。
图11．1伞齿 轮，两级减速齿 轮箱分析的典型 设置
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对于齿轮振动分析的若干说明
3．通常，遇到螺旋，斜齿和伞齿轮时，在轴向方向产生明显的振 动。这些类型齿轮最佳的状态监测往往在轴向方向。 4．通常，对直齿圆柱齿轮，在径向方向评定最好，但有时可能会存 在明显的轴向振动，尤其是如果齿的对准有问题时。 5、为了评定齿轮的状态，往往必须测量到较高频率的振动。至少要评定 3X啮合频率的频率范围Fmax=3.25 X GMF，经常遇到在齿啮合频率基频(GMF) 处没有什么振动，但是在2X齿啮合频率或3X齿啮合频率(2GMF或3GMF)处， 出现比在GMF基频处振动10倍大得多的振动。因此，如果测量的频率范围选 择得不够高，一些存在潜在故障的高频率振动信号必将被忽略。 6、在大多数利用计算机软件的预测维修程序(PMP)中，因为在低 速谐波频率与齿轮啮合频率本身之间频率变化很广，所以在每个齿轮位 置必须设置两个频率范围的两种测量。这些情况下，用低的频率范围评定 诸如不平衡、不对中、松动和电气故障等，用另一高频率范围评定齿轮 的状态。
齿轮不对中的产生可以有以下一些原因： •检修后齿轮没有很好的对中。 •齿轮在轴上存在松动或轴承在轴承室内存在松动问题。
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齿轮不对中
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齿轮不对中
齿轮不对中几乎总是激起第二阶或高阶齿轮啮合频率(GMF) 谐波频率，并且它们都伴有转速边带。往往只显示小的齿轮啮合 频率 (GMF)的幅值，但是2 x(GMF)或3×(GMF)的幅值较高。设定 足以采集至少3×(GMF)谐波频率的F max最高频率范围很重要。 而且，2×(GMF)两侧常伴有2×转速频率边带。请注意， 由于 齿不对中，齿轮啮合频率(GMF)及其谐波频率的左侧和右侧的边 带频率的幅值不等，引起不均匀磨损。
齿轮啮合频率的幅值调制
齿轮啮合频率的幅值调制及其谐频，能够揭示出齿轮啮合中的一些有 用的信息，如齿轮不对中，负荷大小，偏心等，但啮合频率通常不能揭示 断齿，裂纹，或碎齿，除非激发起自振频率，当存在齿轮啮合问题时，就 会产生齿轮的啮合频率，并且啮合频率会被有问题的齿轮的转速所调制。 一个齿轮有缺陷的齿，每次这个齿进入啮合时，都会产生一次撞击， 这个撞击会激发出斜齿轮的轴向方向的自振频率，或直齿轮的径向方向上 的自振频率，这些频率会被撞击的频率所调制，并且会有相对较大的阻尼， 由于每次撞击的程度不同，结果频谱图上是有一定阻尼宽带的谱线，通常 啮合频率被有坏齿的齿轮转速所调制。 啮合良好的齿轮其啮合频率的幅值是较低的，并且谱线的带宽也较窄， 啮合频率振动幅值的增加可能是由于负荷的变化，齿轮不对中，不合适的 间隙和偏心等引起，同时也引起幅值调制问题，对啮合频率成分的调制就 是在啮合频率处加或减去边频，如果每转产生一次问题事件，那么边频谱 线的频率差就是有问题齿轮的转速，当每转时有两个或更多个问题事件发 生时，这个频率差将是问题事件的次数乘以有问题齿轮的转速，如果两个 齿轮都有问题，那么啮合频率可以被两个齿轮的转速所调制。
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齿轮振动频谱分量的识别
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齿轮正常时的频谱
正常齿轮的频谱表示高速齿轮和低速齿轮的转速，齿轮的 啮合频率(GMF)和非常小的齿轮啮合频率的谐波频率。 齿轮的啮合频率(GMF)通常在它们的两侧有高、低速齿轮 的转速频率边带。所有尖峰的幅值都很小，没有激起齿轮 的自然频率。已知齿轮的齿数时， 建议频率范围Fmax 设定为3.25XGMF(最低)，如果不知道齿轮的齿数， 把频 率范围Fmax设定为每根轴的转速的200倍。
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齿轮啮合频率的幅值调制
齿轮松动和偏心问题 在啮合频率的高频侧的边频指示出的问题是齿轮有偏心，这是因为在啮 哈频率与有偏心问题齿轮的转频之间有着固定的相位关系，所以频率相加。 在啮合频率的低频侧的边频指示出的问题是齿轮存在松动问题，这是因为 在啮哈频率与有松动问题齿轮的转频之间有着不断变化的相位关系，所以 频率相减。 在啮合频率两侧，同时存在边频时，说明齿轮同时存在松动和偏心问题， 如果在啮合频率高频侧的边频幅值较高时，那么偏心是主要问题，如果在 啮合频率低频侧的边频幅值较高时，那么松动是主要问题，在频谱图上如 果存在宽带的噪声，则也说明是存在松动问题。 在有松动问题的情况下，可能存在各种频率差的组合。
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齿组合状态问题
这对齿轮开始组装低速1#齿和高速1#齿啮合：如果下次重新安装时， 变为低速1#齿与高速2#齿啮合。那么将产生一种新的磨损图象。这样．标 准的啮合频率fm振动很明显。此外还有1／3啮合频率分量。此分量与原来 的磨损图象与新产生的磨损图象相互作用造成复杂的啮合作用结果。形成 许多和频及差频幅值和频率调制。 齿轮组合状态通过频率fa： fa=fm/Na 赫兹 以上例子，低速齿轮齿数为15，高速齿轮齿数为9，则Na=3(这对齿 轮齿数的最大公约数为3，即只有3种组合的可能)。所以，这对齿轮的 组合状态通过频率为 fa=fm／3。
齿轮偏心和齿隙游移的频谱
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齿轮不对中
齿轮不对中产生独特的频谱，正象其它形式的不对中问题一样，如 果啮合频率的前三次谐频都是很显著的，那么就存在齿轮不对中问题。 这个显著的三次啮合频率的谐频可以是不同形式，通常情况下，啮合频 率的基频的幅值较高，而第二和第三次谐频较低。 齿轮不对中，说明沿齿轮节圆上齿轮啮合不均匀，图6-38给出两个 不对中的齿轮的频谱图。
齿轮偏心
这些频谱显示如下特征： 1．齿轮偏心激起齿轮自振频率和齿轮啮合频率。它们也可能在齿 轮自振频率和齿轮啮合频率两侧产生许多边带。 2．产生啮合频率振动边带是因为偏心齿轮的转频调制了齿轮自振 频率和齿轮啮合频率，齿轮自振频率和齿轮啮合频率两侧都有偏心 的齿轮1X转速频率的边带。如果偏心齿轮与啮合的齿轮一起被强制 压向齿底下的话，偏心的齿轮可产生很大的应力和振动。 3.啮合频率右侧边带的峰值要大于左侧边带峰值。
状态监测与预测维修
齿轮故障的诊断
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齿轮振动的特点
评定齿轮状态的关键频率之一是齿轮的啮合频率(齿轮的 齿数X转速)。然而，应该指出，齿轮的啮合频率(GMF)不像轴 承故障频率那样的重要。所有啮合的齿都产生一定幅值的啮 合频率和其他频率。此外，所有啮合频率都有一定幅值的配 对齿轮的或每个齿轮的转速的边带。然而，如果齿轮状态良 好，并且彼此恰当地对准(没有明显的不对中或齿轮偏心)， 则齿轮啮合频率(GMF)及其谐波频率和边带频率的幅值应该很 小，尤其是那些边带。
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齿轮组合状态问题
齿轮寿命的预期 基于齿轮的组合状态数，可以判断齿轮寿命的预期大小，当 一对啮合的齿轮除了1以外没有最大公约数时，那么在一个齿轮上 的某一个齿与另一个齿轮上的某一个齿进入啮合后，当其再次进 入啮合之前，这个齿必须要与另一个齿轮上的每个齿都要啮合一 遍后才能再次相遇进入啮合，这对齿轮的寿命就会相对要长好几 年，主要取决于齿轮的硬度，负荷，润滑状态，转速及其它可变 化的因素，良好状态的一对齿轮可以工作20年以上。 如果一对啮合的齿轮，有一个最大的公约数，那么这对齿轮 上的某些轮齿就会加速磨损，这些磨损的齿，会引起这对齿轮的 过早损坏。齿轮的实际寿命可以是其最大公约数的倒数百分比， 如表6-1所示
状态良好的齿轮与有一个断齿齿轮的 时域波形的比较
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齿轮组合状态问题
齿轮组合状态数 低速齿轮齿数为15 高速齿轮齿数为9 因此将产生三种不同的 磨损图象： 低速齿轮的齿号将接触高速齿轮的齿: 1-10-4-13-7 1-7-4 2-11-5-14-8 2-8-5 3-12-6-15-9 3-9-6 第一种组合为: 低速齿轮1#齿与高速齿轮l#齿啮合。低速齿轮I# 齿将只能与高速齿轮的l#，7#和4#齿啮合。低速齿 轮l#齿不可能与高速齿轮的其他齿啮合。 第二种组合： 低速l#齿与高速2#齿啮合。则低速l#齿将只能 与高速2#。8#和5#齿啮合．不可能与其他高速齿啮 合。 第三种组合： 低速l#齿与高速3#齿啮合，则低速l#齿将只能 与高速3#，9#和6#齿啮合，不可能与高速齿轮的其 他齿啮合。
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齿轮组合状态问题
齿轮寿命的预期
上表所给出的齿轮寿命，供参考，如果齿轮对齿数存在最大公约数，但两个 齿轮都不存在偏心问题，那么这个齿轮对的寿命也会长一些，例如，有一个 相互啮合的齿轮，存在一个最大公约数5，其中一个齿轮存在偏心问题，那 么这对原本有2.5年寿命的齿轮，其实际寿命就会减少到6个月。 BPdM
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齿轮磨损故障
齿轮润滑的基本作用是尽可能地保持啮合的齿表面分离， 由于这个目的从未完全达到,工作中的齿轮齿总会磨损，可期 望的最好状态是正常磨损。它通常会随齿轮类型和应用的不同 而变化很大。正常磨损理解为一个足够低磨损率，导致可接受 的寿命、不会发生灾难性的事故。 研磨磨损是齿表面以比正常磨损高的速率的连续磨损。 油液中坚硬的固体颗粒污染通过刮划齿表面产生这种类型的 磨损。细微颗粒的研磨可导致明显的表面磨光。 熔着磨损，由于有很大过载荷存在，一般是在顶部和根部 表面会产生局部焊接然后撕下剥片。熔着导致非常粗糙的齿表面， 产生高速率的齿表面金属剥离。使润滑油液失效，唯一可用的补 救方法是更换损坏的齿轮。