齿轮故障分析及诊断方法的比较
汽车变速器齿轮故障诊断方法探讨
Internal Combustion Engine&Parts0引言汽车变速器是汽车传动系统中的变速装置，其作用是协调发动机转速和车轮的实际行驶速度，发挥发动机的最佳性能。
在机械传动系统中，齿轮的应用极为广泛，是汽车变速器的关键装置，在传递动力和速度的过程中起着至关重要的作用。
1汽车变速器齿轮故障分析汽车变速器的作用主要有改变传动比、实现倒车、中断动力三种。
①改变传动比主要是通过扩大驱动轮转矩和转速的变化范围实现的，通过协调汽车在不同行驶条件下牵引力和行驶速度的变化，实现汽车驾驶的动力性和经济性。
②倒车是通过倒挡改变驱动轮的旋转方向实现的。
③利用空挡切断离合器与传动轴间的动力传递，可以达到切断动力的目的。
齿轮是变速器中的关键零件，具有效率高、寿命长、结构紧凑等特点，但由于制造工艺和材质装备要求高，导致故障因素也较多，齿轮故障占汽车变速器故障的六成左右，主要有齿断裂、齿面疲劳、齿面划痕、齿面磨损等几种。
①齿断裂有两种情况：过负荷断裂、疲劳断裂。
受几何形状和工艺技术等因素的影响，在传递周期性载荷的过程中，应力集中在齿的根部，使根部产生裂纹，裂纹沿横向或斜上方延展，最终导致齿断裂，断裂部位主要集中在根部和顶部（见图1），造成这种现象的原因主要是轴系共振、轴弯曲、不平衡载荷等。
②齿面疲劳，指的是齿表面的金属屑剥落下来形成麻斑，继而发展成点蚀。
节线与齿根区间靠近节线附近多发生点蚀（见图2）。
其成因主要是交变应力。
③齿面上的沙粒、灰尘、金属屑等污物，润滑不良，齿面粗糙等均是引起齿面磨损的原因，齿面磨损使齿轮失去原有的功能，汽车在运行过程中，频繁换挡是导致齿轮失效的重要原因。
2汽车变速器齿轮故障诊断方法机械设备的故障诊断技术以机器学为基础，综合了人工智能技术、计算机技术、系统科学和信息科学等多学科知识，通过检测设备状态，对设备进行故障诊断，精确的掌握设备运行参数和状态，对设备的可靠度进行预测，对故障产生的部位、原因、后果进行识别和预判。
齿轮传动系统的故障诊断方法研究报告
齿轮传动系统的故障诊断方法研究容提要: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3第二章齿轮裂纹故障诊断52.1 裂纹产生的原因52.2齿轮裂纹分类、特征、原因及预防措施52.2.1淬火裂纹52.2.2磨削裂纹62.2.3疲劳裂纹62.2.4轮缘和幅板裂纹7第三章齿轮故障诊断方法与技术展望93.1 齿轮故障诊断的方法93.1.1 时域法93.1.2 频域法103.1.3 倒频谱分析103.1.4 包络分析103.1.5 小波分析方法113.2 齿轮故障诊断技术的展望12结论13致14参考文献15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。
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。
齿轮常见故障类型及诊断方法
的应力集中， 交变载荷易使根部产生裂纹最终导致 断裂 ， 裂纹的扩展可以是沿横向的， 也可以是沿斜线 向上 的… 。因此 ， 裂 形 式 可 能是 齿 根 ， 可 能 是 断 也
齿顶 部分 ， 如图 １ 示 。 所
图 ２ 齿 的磨 损 与点 蚀
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 （）
利用 边带 的对 称性 ， 出 ±ｎ （ 找 ｎ＝１ ２ … ） ， ， 的频
率关 系 ， 确定 是否 成 为一 组 边带 ， 如果 是 边 带 ， 可 则
知道啮合频率 和调制信号频率 ； ２ 比较 各次 （）
测量中边带幅值变化 的趋 势。由此 ２点 ， 就可判断
故 障 的类 型 和故 障发 展 的程 度 。
磨损的因索 ， 故齿轮磨损后齿的几何形状 、 厚度均产
１ 常见故 障类型 和失效 比例
１ 齿的断裂 ， ） 故障比例为 ４ ％ ； １ ２ 齿 面疲 劳 （ ） 点蚀 、 落等 ） 失效 比例 为 ３％ ； 剥 ， １
３ 齿 面划 痕 ， 效 比例 为 １％ ； ） 失 ０ ４ 齿 面磨 损 ， 效 比例 为 １％ ； ） 失 ０
中图 分 类 号 ：Ｈ１２ Ｔ ３
在齿 轮箱 的诊 断 中 ， 几乎 涉 及 了旋转 机 械 中 大
疲 劳 和 过 负荷 断 裂从 本 质上 说 是 由 于设 计 、 制 造 、 配不 良而 引 起 的轴 系 共振 、 的弯 曲 、 装 轴 系统 速 度 的急 剧 变化 、 不平 衡载 荷等原 因造成 的 。
对齿轮故障的振动诊断技术的应用及案例分析
目录摘要 (1)关键词 (1)引言 (1)一、齿轮故障诊断原理 (1)二、现场监测与故障诊断 (1)(一)冷轧厂开卷设备及重要材料参数 (1)(二)测试参数及测点布置 (2)(三)故障分析 (2)(四)诊断结论 (3)三、啮合频率及其谐波 (4)四、幅值调制和频率调制所构成旳边频带 (4)(一)幅值调制 (4)(二)频率调制 (5)五、由齿轮转频旳低次谐波构成旳附加脉冲 (5)六、由齿轮加工误差形成旳隐含成分 (5)(一)某采油平台原油外输泵（螺杆泵）传动齿轮局部断齿 (5)(二)某浮式储油轮热介质提高泵齿轮啮合不良 (6)结语 (6)道谢 (7)参照文献 (7)浅析齿轮故障诊断及技术分析摘要: 齿轮故障一般具有相似旳现象, 即振动和噪申明显增长, 但产生齿轮故障旳原因却很难从表象作出判断。
本文从振动分析旳角度论述齿轮振动旳时域与频域特性, 并结合实测案例进行分析。
关键词: 齿轮故障；振动特性；时域；频域；案例分析引言：简述了齿轮故障诊断旳原理, 并通过冷轧厂开卷机齿轮故障旳诊断实例, 论述了齿轮故障诊断旳措施, 并深入阐明了齿轮故障诊断技术在现场中旳应用。
齿轮旳运行状况直接影响整个机器或机组旳作, 因此, 齿轮是现场监测和诊断旳重要对象。
对齿轮故障诊断旳经典措施是振动频谱分析, 它以老式旳振动理论为根据, 运用诊断仪器对其振动旳数据和波形进行采集, 然后进行分析诊断, 找出其故障旳原因和所在旳部位。
本文从齿轮故障诊断旳原理手, 通过对冷轧厂开卷机大齿轮箱旳异常振动进行振动分析及故障诊断来简介齿轮故障诊断技术在场旳应用。
一、齿轮故障诊断原理一对齿轮副可以看作是一种振动系统, 按照傅里叶变换旳原理, 可将齿轮旳振动信号分解为若干个谐波分量之和。
当齿轮发生故障后, 齿轮旳啮合刚度减少, 从而产生强烈旳振动, 测得旳振动信号畸变加剧, 在频谱图上, 啮合频率处旳谱值会明显增大, 而故障齿轮旳振动信号往往体现为回转频率对啮合频及其倍频旳调制, 调制频率即齿轮轴旳回转频率。
(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。
轴承与齿轮传动器常见故障诊断方法分...
球磨机轴承与齿轮传动器常见故障诊断方法分析玉溪大红山铜矿机电一体化大专班潘翔2010年9月[球磨机在使用过程中难免会出现这样那样的故障，从而影响磨机工作效率，本论文对球磨机的轴承和小齿轮常见故障及解决方法进行全面的分析总结]摘要现代化生产日益向着大规模化、系统化、自动化方向发展，机械故障诊断越来越受到重视。
如果主要设备出现故障而又未能及时发现和排除，其结果不仅会导致设备本身损坏，而且影响正常生产，甚至可能造成机毁人亡的严重后果。
在连续生产系统中，如果主要设备因故障而不能继续运行，往往会涉及全厂生产系统设备的运行，而造成巨大的经济损失。
本文在介绍了球磨机主要的故障机理、特征及其诊断方法，并对各种监测诊断方法进行探讨分析。
基于具体工业实际，本文重点针对球磨机常见轴承故障、齿轮传动系统故障、磨机“胀肚”自诊断与过程控制的监测诊断方法做了深入的探讨、研究；提出运行状态监测、故障诊断与生产过程控制相结合的系统设计思想。
此外，根据球磨机主要的监测内容和特点，对球磨机实时工况与状态识别、在线分析与故障诊断进行系统设计，并完成监测诊断及生产过程控制系统的构成，确定监测诊断系统的工艺设计框架。
关键词：球磨机；运行状态监测；故障诊断；分析第1章绪论1.1对球磨机进行故障诊断的必要性近年来，随着机械工业中的机械设备朝着轻型化、大型化、重载化和高度自动化等方向发展。
出现了大量的强度、结构、振动、噪声、可靠性，以及材料与工艺等问题，设备损坏事件时有发生。
大型旋转设备状态监测与故障诊断技术研究是国家重点攻关项目，目的是提高大型旋转设备的技术状况，减少突发性事故，避免重大经济损失。
”1.2 球磨机故障概述球磨机是选矿工艺中一个应用非常广泛且十分重要的粉磨设备。
日益向大型化、自动化及复杂化方向发展。
这样的关键设备一旦发生故障后，往往给生产带来巨大的影响，常常因为对故障的出现估计不足，致使企业蒙受较大的经济损失。
每年，企业为了保持球磨机系统处于正常运转状态的维修费用，在企业的经营费用中占有很大的比例。
机械故障诊断之齿轮故障小议
机械故障诊断中齿轮故障的探讨随着时代的不断发展，机械已日益成为生产过程中不可或缺的一部分。
而机械的高性能化、高自动化、高效率化是现代机械的一个重要发展方向。
齿轮作为传动机械设备中至关重要的部件，它不仅关乎机械的正常运转，且对整个生产过程的进度与经济效益等产生巨大影响。
而齿轮发生故障又是常出现的事件，因此，特别需要加强对齿轮故障原因和解决方法的研究。
本文将针对此进行粗略探讨。
<b> 现代化的不断发展使机械设备日益大型化、复杂化方向发展，其设备的构造与操作原理也愈加复杂。
齿轮是机械设备中用来传递动力的重要部件，而齿轮故障又时常发生，这无疑会对机械的整体运作产生不利影响。
所以，有必要对齿轮故障进行分析，并能理论联系实际，通过实际案例来寻求解决方法，从而做到故障出现时能及时解决并予以防范。
机械设备齿轮常见故障分析齿轮在机械设备中有个重要作用，这就是它能传递运动，而且能控制运动方向，影响运动速度。
而为更好地调控齿轮运转速度，就需要齿轮减速机装置的安装。
我们知道，与齿轮减速机有关的几个主要频率为轴频、齿轮的啮合频率、轴承的内外圈、滚动体、保持架的频率，它们与“谐频”、“边频”相结合，成为对齿轮减速机故障判定的依据。
同时，与齿轮减速机有密切关系的是齿轮振动，且通过齿轮振动是判断齿轮故障的一个重要方式。
因此，作者将重点讨论齿轮减速和齿轮振动的相关故障。
2.1齿轮振动发生故障的一个重要原因是齿轮在生产与安装中存在失误。
生产齿轮是齿轮得以发挥自身作用的首要条件，而生产制作中的微小误差就能导致齿轮的啮合精度降低，从而带来齿轮的振动和噪声增大，这些问题的出现无疑会提高齿轮的故障率[2]。
因而，我们的相关机械用户应高度重视齿轮的生产来源和安装。
2.2齿轮振动故障的另一个原因与齿轮工作环境的适应性有关。
因不同的工作环境在空气湿度、空气质量、温度等方面都存在差异。
而齿轮作为现代化机械，其对工作环境有一定要求。
因齿轮在啮合过程中，齿与齿连续冲击使齿轮产生受迫振动，如果此时其工作环境存在高湿度或其他不利影响，就会对齿轮的正常振动带来不利影响。
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。
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。
齿轮箱故障分析与诊断策略
齿轮箱故障分析与诊断策略摘要：齿轮箱是许多机械的变速传动部件。
在聚丙烯装置最大的挤压造粒机组中，也是由它来提供扭矩和改变速度的。
，它的运行是否正常对整个机组的工作有较大影响。
然而设计不当、维护和操作不善都会引起齿轮箱出现一些故障。
这对其进一步的开发和使用带来明显的负面效应。
本文首先阐述齿轮箱的用途，接着对其故障表现和诊断对策分别进行系统描述。
关键词：齿轮箱故障用途诊断策略齿轮箱是一种工业用的组件，它能经由传动齿轮系完成功率的传递任务，同时，齿轮箱作为一种传送齿轮的机械配件，在化工方面的用途也很广。
本文由齿轮箱的应用，对齿轮箱的常见故障表现和诊断措施展开详尽的论述。
一、齿轮箱的用途齿轮箱的主要用途如下：首先，它可以通过齿轮组来改变传递的速度，在工业上常常把它叫做“变速齿轮箱”。
其次，齿轮箱能变换转动力矩，也就是说，在功率一样的前提下，转速越大的齿轮，齿轮轴所受到的力矩反而越小，反过来则越大；再次，齿轮箱用于动力的分配，在工业上，工作人员可用一台发动机，经由齿轮箱的主轴牵动若干个从轴，进而只要一台发动机就会牵引好几个负载；第四，齿轮箱有离合功能，刹车离合器就是利用的齿轮箱离合功能，人们能自由地将两个相互啮合的齿轮分隔开来，进而把负载和发动机分裂开；第五，变换传动方向，不妨采用两个扇形形态的齿轮把其中的力以垂直的方向有序地传导至另一侧的转动轴。
二、齿轮箱的典型失效故障的表现经由对齿轮箱实际应用的分析，不难测定其故障。
整个齿轮箱系统包含了轴承、齿轮、传动轴和箱体结构等部件，作为一类常用的机械动力系统，它在持续运动地同时，非常容易出现机械配件的故障，特别是轴承、齿轮和传动轴这三个零件，其他发生故障的几率明显比它们低。
齿轮执行任务时，因种种复杂的因素影响而缺乏工作的能力，功能参数的数值超越了允许的最大临界数值，这发生了典型的齿轮箱故障。
其表现形式也五花八门，通观全局，其主要分为两大类：第一是齿轮在日积月累的转动中逐渐产生的，因齿轮箱的外表面在承担相对大负载的过程中，互相啮合的齿轮的间隙中又会出现相对滚动力与滑动力，滑动时候的摩擦力与极点两端的方向刚好相反，久而久之，长期的机械运行会使齿轮胶合、出现裂隙、加大磨损的程度，齿轮断裂也就成为必然了。
汽车变速器齿轮故障诊断方法综述6篇
汽车变速器齿轮故障诊断方法综述6篇第1篇示例：汽车变速器齿轮是汽车传动系统中的重要部件，它起着传递动力和实现不同速度之间的转换功能。
齿轮故障是汽车变速器常见的问题之一，如果不能及时发现和修复，将严重影响汽车的驾驶性能和安全性。
掌握汽车变速器齿轮故障的诊断方法至关重要。
一、外观观察法：外观观察法是最简单直观的齿轮故障诊断方法，可以通过观察齿轮的表面是否存在明显的损伤和磨损来判断齿轮的健康状况。
如果发现齿轮表面存在明显的磨损、裂纹、变形等情况，那么很可能是齿轮故障导致，需要及时更换或修复。
二、听声诊断法：通过听齿轮传动时的声音来判断齿轮是否存在故障。
正常情况下，齿轮传动时应该是平稳无声的，如果听到刺耳的噪音、异响或者严重的啮合声，那么很可能是齿轮损坏导致的故障，需要进一步检查和修复。
四、性能测试法：性能测试法是通过检测汽车变速器的性能参数，如换挡速度、换挡顺畅度等来判断齿轮是否存在故障。
如果发现汽车变速器在换挡时速度变化缓慢、换挡顿挫或者无法正常换挡等情况，很可能是齿轮故障导致，需要进行详细的检查和修复。
汽车变速器齿轮故障的诊断方法有多种，可以结合多种方法来进行综合判断。
在日常驾驶过程中，如果发现汽车变速器存在异常情况，应及时进行诊断和修复，以确保汽车的正常运行和安全性。
希望以上内容能够帮助大家更好地了解汽车变速器齿轮故障诊断方法，保障汽车的驾驶安全。
第2篇示例：汽车变速器是汽车动力传动系统中至关重要的部件之一，它通过调整不同齿比的齿轮组合来实现车速和转速的变化，从而使得发动机可以在各种工况下始终运行在最佳状态。
由于使用频繁以及环境影响，汽车变速器齿轮故障是较为常见的问题之一。
一旦变速器齿轮出现故障，会直接影响车辆的正常行驶，并且可能导致更严重的损坏，因此及早发现并进行故障诊断至关重要。
一般而言，汽车变速器齿轮故障的诊断主要包括以下几个方面：1. 异常噪音诊断汽车变速器齿轮在运转过程中如果出现异常的噪音，往往是齿轮故障的一个征兆。
齿轮故障分析 (DEMO)
齿轮故障分析一、齿轮失效机理：1.制造和装配不善造成的，如齿形误差、轮齿与内孔不同心，各部分的轴线不对中，大型齿轮的不平衡等；2.齿轮在长期运行中形成的，由于轮齿表面承受的载荷很大，两啮合齿轮之间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，从而产生了力的脉动，在长期运行中导致齿面发生点蚀、胶合、磨损、疲劳、剥落、塑性流动及齿根裂纹，甚至断齿等失效现象。
齿轮的第一类失效主要引起不平衡和啮合不良，前者使振动加剧，后者将诱发齿轮的第二类失效。
第二类失效主要是指啮合齿面上的损伤，这些损伤会造成运转时齿面间的撞击，从而产生具有一定频率特征的振动的声音；齿面产生这些损伤时，剥离的金属微粒必然进入齿轮箱的润滑油内，不同类型的损伤其微粒的形貌特征、化学成分、数量多少等方面都有所区别。
二、齿轮脱啮振动机理脱啮振动产生的基本原因是惯性作用。
惯性作用仅反映了脱啮现象产生动因，但不能说明产生脱啮振动齿轮副的内在因素。
侧隙是产生脱啮的基本条件（内因），如果没有侧隙也就不可能产生脱啮。
由于惯性力和脱啮位移效应产生静态脱啮，然后撞击、振动和共振等。
产生动态脱啮影响静态脱啮的因素有：啮合刚度、有效齿形误差、额定载荷、等效从动轮系质量、脱啮时间以及转速n 。
齿轮在传动过程中存在着撞击、振动、共振及耦合共振等，由于上述原因产生动态脱啮。
脱啮振动越严重，齿轮噪声越大。
啮合冲击：齿轮啮合存在间隙与误差，存在啮合刚度变化，在传动过程中不可避免的存在脱啮，即“脱啮—接触—分离—接触”的过程，从而产生了“撞击”称之为啮合撞击。
冲击力F大小取决于脱啮位移量h 。
导致齿轮剧烈振动的内在因素是齿轮啮合刚度，支承扭转刚度和等效转动惯量。
反映了动态耦合特性，属参数激励；啮合刚度变化和相对运动误差变化是产生调制的根源，为传动误差效应。
根据动力学特性分析，说明动态脱啮特征首先是导致共振，其次是产生调制波，随着刚度变化及运动误差变化加剧其基本频率边频增加。
风力发电机组齿轮箱磨损分析与故障诊断
风力发电机组齿轮箱磨损分析与故障诊断随着环保意识的日益增强，风力发电作为一种可再生能源，受到越来越多人的关注。
而作为风力发电机组中最核心的组件之一，齿轮箱在运行中承担着转换风能为电能的重要作用。
然而，齿轮箱在长时间高速运转下，往往会产生磨损或故障，导致设备停机维修，严重影响发电效率和运行成本。
因此，风力发电机组齿轮箱的磨损分析与故障诊断显得尤为重要。
一、风力发电机组齿轮箱的工作原理风力发电机组齿轮箱是将风轮旋转的动能转换为发电机的电能的核心装置，其工作原理主要是通过齿轮传动的方式，将风轮转速转化为适合发电机转动的速度。
齿轮箱由多组不同直径和模数的齿轮组成，其中的一组齿轮负责将垂直旋转的风轮转向为水平旋转，并将风轮总转速提高到适合发电机转动的速度。
二、风力发电机组齿轮箱的磨损类型随着风力发电机组设备在实际运行中的不断使用，摩擦和磨擦的作用下，齿轮箱内的齿轮、轴承等部件会出现一定的磨损，具体而言主要有以下几种类型。
1. 齿面磨损：由于高速运转下，齿轮在互相啮合的过程中产生的摩撞和磨擦等现象，使得铸铁材料逐渐失去表面层，从而产生齿面磨损现象，进而影响齿轮通过啮合传递动力的能力。
2. 轴承损伤：轴承在高速运转中，由于部件之间的摩擦作用和不可避免的疲劳损伤，轴承表面产生了许多细小的条状或磨损颗粒，进而加速轴承损伤。
3. 齿轮剥落：由于应力过大或者材料疲劳程度增加，会导致齿轮表面发生剥落现象，严重时会形成齿轮脱落，导致齿轮箱无法正常运转。
4. 沉积物沉淀：风力发电机组在运行中由于环境等原因，很容易在输油管路、油箱内部等处积聚沉积物或污染物，从而形成沉积物沉淀，堵塞油道或导致机件故障。
三、风力发电机组齿轮箱的故障诊断方法及时准确地发现和分析齿轮箱的故障或磨损，对于设备的正常运转和降低维修成本至关重要。
故障诊断方法有很多种，下面重点介绍两种常用的方法。
1. 声振分析法：通过齿轮箱内部机构产生的声振信号，分析齿轮与轴承的运动情况，提取有利于故障诊断的特征参数，进行故障鉴定和故障分析，达到快速准确诊断齿轮箱故障的目的。
齿轮泵故障分析及解决办法
齿轮泵故障分析及解决办法齿轮泵是一种常用的流体传动装置，常见于机械设备中。
然而，由于长时间运转或不合理使用，齿轮泵可能会发生故障，影响设备的正常工作。
本文将对齿轮泵故障进行分析，并提出相应的解决办法。
一、齿轮泵故障分析1.噪音过大：齿轮泵在运转过程中发出的噪音过大，可能是由于齿轮磨损、不对中或轴承损坏导致的。
2.泄漏：齿轮泵的密封性能出现问题，导致泄漏现象。
泄漏可能是由于密封圈老化、磨损或不合适所致。
3.油温升高：齿轮泵在工作过程中油温升高，可能是因为齿轮与泵体摩擦过大，或是黏度过高导致的。
4.出力流量减小：齿轮泵的出力流量减小，可能是由于齿轮间隙变大、吸入口阻塞或泵体内部设备损坏引起的。
二、齿轮泵故障解决办法1.噪音过大的解决办法：（1）检查齿轮是否磨损，如磨损严重需更换；（2）检查齿轮的对中情况，如不对中需重新调整；（3）检查轴承是否损坏，如损坏需更换。
2.泄漏的解决办法：（1）检查密封圈的状况，如老化、磨损或不合适，需更换；（2）检查密封面是否平整，如不平整需修整。
3.油温升高的解决办法：（1）检查齿轮与泵体之间的摩擦情况，如过大需调整或更换润滑油；（2）检查润滑油的黏度，如黏度过高需更换合适的润滑油。
4.出力流量减小的解决办法：（1）检查齿轮间隙是否变大，如变大需重新调整；（2）检查吸入口是否被堵塞，如堵塞需清理；（3）检查泵体内部设备是否损坏，如损坏需修复或更换。
除了以上的解决办法，还应注意以下几点：（1）定期检查齿轮泵的工作情况，及时发现并解决问题；（2）正确使用齿轮泵，遵守使用规程，避免不合理操作；（3）选用合适的润滑油，并定期更换；（4）定期对齿轮泵进行保养，如清洁泵体、紧固螺栓等。
总结：齿轮泵故障的分析及解决办法需要结合具体情况进行，通过检查、调整和更换等方法来解决问题，以确保齿轮泵的正常工作。
此外，定期保养和正确使用也是预防故障发生的重要措施。
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发布时间：2022-01-24T05:46:58.265Z 来源：《中国科技人才》2021年第30期作者：许遥[导读] 可以系统的对齿轮故障问题进行分析总结，对生产过程中出现的齿轮问题进行很好的概括，提高诊断的准确性。
杭州前进齿轮箱集团股份有限公司浙江杭州 311203摘要：齿轮箱故障诊断是一项难度很大的工作，只有实现故障自动化诊断和智能诊断才能快速准确的判断出故障点，本文主要对齿轮传动装置典型故障进行分析，为建立自动诊断和智能诊断奠定基础，通过查找资料，可以系统的对齿轮故障问题进行分析总结，对生产过程中出现的齿轮问题进行很好的概括，提高诊断的准确性。
关键词：齿轮箱；震动信号；频谱分析；故障诊断引言许多机械设备的变速传动设备都是齿轮箱，一旦齿轮箱在运转过程中发生故障则很容易给机器或者机组的正常运作带来重要影响，情况严重的还可能会危及工作人员的生命安全，导致安全事故的发生。
因此，有效监测齿轮箱的运行状态，提高故障诊断效率，确定故障类型、具体位置，并尽快做出相应的解决对策对于维护设备正常运行，保障工作人员的生命安全意义重大。
在1960年以后，美国为了对航空航天与核能等核心设备进行故障监测，美国科研中心成立了故障监测与诊断预防小组，自此引领世界各地故障诊断技术研究的潮流。
另一方面，上世纪60年代末期，计算机行业的逐渐发展成熟，机械设备由原来纯机械化逐渐向自动化、智能化方向发展，因此大型机器组结构更加复杂，各种设备状态监测和诊断技术应运而生。
新世纪之初，故障诊断技术已经渗透到机械行业的各个领域，越来越受到社会和企业的重视，在机械设备需要24小时运行的场合，设备一旦发生急停或者失效将会对企业造成严重的经济损失。
为了保证设备能够稳定的运行，必须在机械设备出现故障之前采取一些有用技术来提高失效设备的诊断。
此外，笔者所在企业，大功率中高速柴油机则是公司主流配套产品，相应的齿轮减速箱、倒顺等设备占有很大比例，比如在船用齿轮箱项目，中高速四冲程柴油机通过齿轮箱驱动螺旋桨，使螺旋桨获得较大的功率，从而保证船舶能够快速航行。
齿轮故障诊断方法综述
齿轮故障诊断方法综述摘要齿轮是机械设备中常用的部件，而齿轮传动也是机械传动中最常见的方式之一。
在许多情况下,齿轮故障又是导致设备失效的主要原因.因此对齿轮进行故障诊断具有非常重要的意义。
介绍了故障的特点和几种诊断方法,并比较了基于粒子群优化的小波神经网络,基于相关分析与小波变换,基于小波包和BP神经网络和基于小波分析等故障诊断方法的优缺点，并提出了齿轮故障诊断的难点和发展方向。
关键字齿轮故障诊断诊断方法分析比较发展目录第一章齿轮故障诊断发展及故障特点 (1)1.1 齿轮故障诊断的发展 (1)1. 2齿轮故障形式与震动特征 (1)第二章齿轮传动故障诊断的方法 (2)2. 1高阶谱分析 (2)2。
1。
1参数化双谱估计的原理 (3)2.1.2试验装置与信号获取 (3)2。
1.3 故障诊断 (4)2.1.4应用双谱分析识别齿轮故障 (5)2.2基于边频分析的齿轮故障诊断 (6)2.2.1分析原理 (6)2。
2.2铣床振动测试 (6)2。
2。
3边频带分析 (8)2。
2.4故障诊断 (9)2. 3时域分析 (10)2.3。
1时域指标 (10)2。
3。
2非线性时间分析 (11)第一章齿轮故障诊断发展及故障特点1。
1 齿轮故障诊断的发展齿轮故障诊断始于七十年代初，早期的齿轮故障诊断仅限于在旋转式机械上测量一些简单的振动参数,用一些简单的方法进行诊断.这些简单的参数和诊断方法对齿轮故障诊断反应灵敏度较低，根本无法准确判断发生故障的部位。
七十年代末到八十年代中期，旋转式机械中齿轮故障诊断的频域法发展很快，其中R.B。
Randall和James1.Taylor等人做好了许多有益的工作，积累了不少故障诊断的成功实例，出现了一些较好的频域分析方法,对齿轮磨损和齿根断裂等故障诊断较为成功。
进入九十年代以后，神经网络、模糊推理和网络技术的发展和融合使得齿轮系统故障诊断进入了蓬勃发展的时期。
我国学者在齿轮故障诊断研究方面也做了大量工作。
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齿轮故障分析及诊断方法的比较
[摘要]这里对齿轮故障机理进行了分析，揭示了齿轮振动信号的故障特征。
对时域分析法、频域分析法、频谱包络分析法、时延相关解调法、小波滤波分析法等故障诊断方法进行了分析比较。
[关键词] 故障诊断时域分析频域分析小波分析
一、齿轮故障机理及其振动主要特征
齿轮箱是各类机械的变速传递部件。
造成齿轮箱故障的原因，主要是由于设计不当，制造不良和维护操作不善引起的。
常见的齿轮失效形式有四种:即断裂、磨料磨损、粘附磨损或擦伤、以及疲劳剥落。
1．断裂和磨料磨损失效。
齿轮承受载荷，如同悬臂梁，其根部的弯曲应力最大。
由于过载，特别是冲击载荷，会引起整个齿与其相应部分断裂。
当周期性的应力过高时，也会引起疲劳断裂。
当轮齿工作面间有金属微粒、金属氧化物或其他磨料存在时，会引起磨料磨损。
2．齿面引起粘附磨损或擦伤失效。
这种擦伤是两个啮合的齿面在相对滑动时油膜破裂。
在摩擦和表面压力的作用下产生高温，使接触区内的金属局部熔焊继之以撕裂的现象。
在齿面的滑动方向上可以看到粗糙的、高低不平的条纹，严重时可以看到表面层熔化的迹象。
一般，润滑油粘度过低、转速过低、运行温度过高、齿面上单位面积载荷过大、相对滑动速度过高、以及接触面积过小，均会使油膜易于破裂而造成齿面擦伤。
3．齿面剥落失效。
当齿面的接触应力超过材料允许的疲劳极限时，在表面层开始产生微细的裂纹，继之由小块剥落扩大造成挣开剥落，当剥落的面积不断增大时，齿面上剩余的有效工作面积无法再继续承担外部载荷，从而使整个齿产生断裂。
4．齿面疲劳裂纹失效。
齿轮在啮合过程中，既有相对滚动，又有相对滑动。
因此齿面的疲劳裂纹是由于两种应力综合作用的结果。
在滚动中，齿面接触区内的正压力使表面层深处产生剪应力，当此剪应力最大值超过材料的强度极限时，开始出现裂纹。
另一方面，齿面的相对滑动，又会使表面产生拉应力。
齿轮箱装置在运行中与其运行状态有关的征兆由温度、噪声、振动、润滑油中磨损物的含量及形态、齿轮传动轴的扭转振动和扭矩、齿轮齿根应力分布等构成。
基于振动信号分析的机械监测诊断技术，是齿轮诊断的主要方法。
与齿轮故障引起的振动有以下两个主要特征:
（1）周期性脉冲波形。
当齿轮存在局部故障，在机器运转过程中将对系统产生周期性冲击，这种冲击重复地激发系统的固有振动。
因此齿轮和轴承振动信号中通常存在具有一定周期的重复冲击衰减波形。
（2）幅值调制和频率调制特征。
由齿轮偏心、崩齿、裂纹等缺陷引起的振动会产生幅值调制和频率调制特征。
二、传统的振动信号处理分析方法及缺陷
由于齿轮和滚动轴承所组成的传动系统结构复杂，传动元件多，尤其当各传动元件间故障联合作用时，振动信号的频率成分多而复杂，此时要充分提取故障信息，准确判断齿轮和滚动轴承的故障性质和故障源，仅仅依赖于一种信号处理方法较难奏效。
传统的齿轮故障诊断方法有频域分析方法和时域分析方法。
传统诊断方法对齿轮和滚动轴承的分布式故障有较好的效果，但对于局部故障，这些诊断方法的应用效果不太理想，尤其是在故障的初期。
大多数情况下，振动信号是在齿轮箱体和轴承座上测取的，受噪声、结构振动及传递通道干扰严重。
时域平均法能够从混有干扰噪声的信号中提取周期性的信号。
这是因为随机干扰的不相关性，经多次叠加平均后趋向于零，而其中的周期分量被保留下来，达到提高信噪比的目的。
时域平均法中需拾取两个信号:一个是齿轮箱和滚动轴承的加速度信号；另一个是转轴回转一周的时标信号T。
这时加速度信号就可以以此周期T进行叠加平均。
这种平均过程实质上是在所拾取的原始信号中消除其它噪声的干扰，提取有效信号的过程。
信号通过时域平均后，信号中的故障特征将更被凸显，便于故障诊断。
当齿轮存在多种故障时，时域平均法无法诊断出故障的种类。
倒频谱分析方法。
倒频谱分析也称为二次频谱分析，是检测复杂频图中周期分量的有效工具。
在齿轮和滚动轴承的故障诊断中，倒频谱法应用比较广泛，该方法有一些较显著的优点，如：①受传输途径的影响小。
当传感器在齿轮箱上两个不同的测点时，由于传输途径不同会形成两个传递函数，其输出谱会不同。
但倒频谱能很大的减小传递函数的影响，使得两个倒频谱上的故障特征量几乎相同。
②倒频谱能将原来谱上的边频带谱线简化为单根谱线，以便分析观察功率谱中较难识别的周期性信号。
③倒频谱能提取功率谱上的周期特征。
然而在发生早期故障的时候，由于背景噪声的干扰异常严重,单独使用倒频谱分析方法往往并不能很好地提取出信号中潜在的周期性成分。
因此在对信号进行时频分析之前,需要对信号进行预处理, 提高信噪比。
三、高信噪比的振动信号处理分析方法
噪声过大时，甚至会完全掩盖特征信息成分，因此在诊断故障前必须对采集的振动信号进行降噪处理。
针对如何降噪解调，目前常用的有时延相关解调方法、Morlet小波滤波分析法。
（一）时延相关解调法
齿轮安装于齿轮箱中，振动信号只能在齿轮箱体上测取。
这样获取的信号必然受传递通道和噪声的影响。
因此在利用振动信号做振动分析时，必须对源信号进行降噪。
传统的时域平均降噪技术，实际是将源信号通过一梳状滤波器，与监测对象周期不同的振动信号强度会被削弱，即有一部分有用的信息将被当作噪声滤掉。
当齿轮发生故障时，振动信号中往往会存在周期信号(不一定和监测周期相同)，这些周期信号的自相关函数，不论自相关参变量如何变化，都不会衰减，而噪声等随机信号的自相关函数随参变量的增大将趋向于零。
因此齿轮振动信号的自相关函数能凸显故障的调制特征。
时延相关解调方法实现的步骤如图。
时延相关解调技术在分析齿轮振动信号时，能大幅度的降低噪声的影响，同时凸显源信号中的周期信号。
对做了自相关并做适当时延后的振动信号进行包络分析大削弱噪声的干扰，使分析结果更清晰。
通过仿真数字信号验证和实测信号验证，时延量在1/16采样周期～1/2采样周期之间选择，对时延相关解调分析结果没有太大影响。
实际上往往在1/16到3/4采样周期之间选择时延量值。
（二）小波变换分析法
由于在时域和频域同时具有良好的局部化性质,使得小波变换比传统的信号处理方法更适合分析信号的瞬态特性。
近年来小波变换在机械设备故障诊断领域受到了普遍的重视。
小波变换是用小波函数系来逼近信号。
小波函数系则是由基本小波函数通过伸缩和平移得到。
设ψ(t)是母小波,则其子小波可以表示成ψa.b (t)=ψ(t-b/a),这里a称为尺度因子,b称为平移因子。
如Morlet小波是一种常用的非正交小波,其定义为:
ψ(t)=exp(-β2t2 /2)cos(πt)
它由余弦函数在左右两边指数衰减而得到, 其图形类似于冲击信号,这一特征使得它能够有效地提取出信号中的冲击信号。
通过Morlet小波降噪处理,可以有效地用于冲击信号的分离以及机械设备故障诊断。
Morlet小波的子小波可以通过尺度以及平移变换得到:
通过变化a 和b,可以得到Morlet小波函数系。
每一个子小波也可以看成是一个滤波器,因此小波变换也可以看成是一系列的带通滤波器。
为了逼近被湮没的冲击信号,必须确定冲击信号的形状以及其所属的频带。
a和b确定了子小波的位置和形状,为了取得最佳参数a 和b,可以采用最小熵方法。
对于冲击信号而言,其概率密度分布函数在时间为零附近取值较大,随着时间的增长其概率密度分布函数值也迅速下降。
冲击性成分在滤波后的信号中越突出越好,因此相对应的熵值应该越小越好。
四、结论
对于齿轮而言，其振动信号为周期性脉冲波形，振动信号呈现幅值调制和频
率调制的调制特征。
当其发生早期故障的时候,测得的振动信号往往具有严重的噪声干扰。
此时,仅仅单独利用传统的时域、频域分析方法往往并不能有效提取出信号中潜在的循环冲击性成分。
时延相关解调法较之传统分析能凸显故障特征信息，可以更有效地诊断早期的齿轮故障。
对原始振动信号先进行小波滤波, 可以有效突出信号中的潜在的冲击性成分，然后利用倒频谱分析,可以准确地得出这些循环冲击的周期。
将小波滤波与倒频谱分析相结合,可以对旋转机械有效地进行早期故障诊断。
参考文献：
[1]王江萍，机械设备故障诊断技术及应用。
西北工业大学出版社，2004
[2]秦树人，齿轮传动系统检测与诊断技术。
重庆大学出版社，1999
[3]文莉,刘正士,葛运建。
小波去噪的几种方法。
合肥工业大学学报,2002,25(2)
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。