齿轮传动噪音及故障分析

合集下载

行星齿轮箱故障诊断方法

行星齿轮箱故障诊断方法1. 引言1.1 引言行星齿轮箱是一种常见的传动装置，在各种机械设备和车辆中被广泛应用。

它能够有效地将动力传递给机械系统，从而实现各种动力传动和转速调节的功能。

由于长时间的使用和磨损，行星齿轮箱可能会出现故障，导致设备性能下降甚至完全失效。

及时准确地诊断行星齿轮箱的故障非常重要。

本文将介绍行星齿轮箱的故障现象、可能的原因、诊断方法、常见解决方案和预防措施，帮助读者更好地了解行星齿轮箱故障的发生和处理方法。

通过掌握这些知识，读者可以及时发现和解决行星齿轮箱的故障，延长设备的使用寿命，提高设备的可靠性和安全性。

在本文的指导下，读者可以更加有效地管理和维护行星齿轮箱，确保设备的正常运行和高效工作。

愿本文能够为读者提供有价值的信息和帮助，使他们能够更好地了解和处理行星齿轮箱故障问题。

2. 正文2.1 故障现象故障现象是指在行星齿轮箱工作过程中可能出现的各种问题和异常情况。

通过观察和记录这些故障现象，可以帮助工程师们更快速、准确地诊断问题，并采取相应的处理措施。

常见的行星齿轮箱故障现象包括：轴承异响、运转噪音过大、温升异常、油品泄漏、齿轮磨损严重、工作效率下降等。

轴承异响可能是轴承损坏或润滑不良导致的；运转噪音过大可能是齿轮配合间隙过大或叶轮受损；温升异常可能是润滑油渗漏或油温过高所致；油品泄漏可能是密封件老化或松动；齿轮磨损严重可能是使用寿命到期或润滑不当引起的；工作效率下降可能是因为零部件磨损过大或系统故障。

通过仔细观察和分析这些故障现象，可以有针对性地进行故障诊断和解决方案的制定。

定期检查和维护行星齿轮箱，及时处理故障现象，可以提高设备的可靠性和工作效率，延长设备的使用寿命。

2.2 故障可能原因行星齿轮箱故障可能原因很多，主要包括以下几个方面：1. 润滑不足：行星齿轮箱在工作过程中需要足够的润滑油来减少摩擦和磨损，如果润滑油不足或质量不合格，就会导致齿轮箱零件间的摩擦增大，从而引起故障。

齿轮箱故障分析和维护使用

风电齿轮箱的故障分析和维护风力发电机组由叶片、增速齿轮箱、控制系统、发电机、塔架等组成。

其中增速齿轮箱作为其传动系统起到动力传输的作用，使叶片的转速通过增速齿轮箱增速，使其转速达到发电机的额定转速，以供发电机能正常发电。

因此增速齿轮箱设计及制造相当关键。

同时风力发电机组增速齿轮箱由于其使用条件的限制，要求体积小，重量轻，性能优良，运行可靠，故障率低。

随着风电行业的发展，更多更大功率的机组投入商业化运营，因而其维修费用更高。

虽然世界上著明的齿轮箱制造企业，如德国的Renk公司，Fland公司，Eickhoof公司以及一些中小企业在这方面都作了研究，并且有的企业也付出了很大的代价，但目前世界风电行业所用增速齿轮箱仍然事故较多。

因此，采用先进技术，分析其失败的原因，总结和吸收以往开发其它项目齿轮箱成功的经验，研制高技术性能，高可靠性和良好的可维修性的增速齿轮箱是风力发电机组的关键技术保障。

一、风电齿轮箱故障分析（一）、齿轮传动的故障原因分析齿轮传动是机械设备中设备中最为常用的传动方式之一。

风电齿轮箱运行状态的正常与否直接关系到整台机组的工作状况。

据有关资料统计，齿轮箱发生故障有40％的原因是由于设计、制造、装配及原材料等因素引起的，即是由制造单位设计制造引起的；另有43％的原因是由于用户维护不及时和操作不当引起的；还有17％的原因是由于相邻条件（如电机、联轴节等）的故障或缺陷引起的。

当然，风电齿轮箱故障原因是否有这比例关系，还要经过统计得出。

由此可见，为了确保风电齿轮箱安全、正常地运行，提高齿轮传动的可靠性，一方面需要改进设计、提高加工制造精度以及改善装配质量，另一方面则必须提高运行管理和维护水平，对齿轮传动装置进行状态监测和故障诊断。

(二).齿轮箱中主要故障及其原因分析据统计,齿轮箱中其次是轴承，占20％；再者是轴，占10％。

最后是箱体和紧固件。

由此可见，在齿轮箱中齿轮本身的故障所占比重大。

说明在齿轮传动系统中齿轮本身的制造、装配质量及其运行维护水平是关键问题。

《齿轮缺陷简介》课件

齿面断裂
齿轮表面出现断裂现象，可能由于材料疲劳、负荷过大等原因引起。
齿轮偏移
齿轮轴线偏离理想位置，可能导致传动不准确、噪音增加等问题。
齿根断裂
齿轮根部出现断裂现象，可能由于过载、材料缺陷等原因引起。
齿轮缺陷的影响和后果
1 传动效率下降
齿轮缺陷会导致传动效率下降，增加能源的消耗。
2 噪音和振动增加
案例一案例二案例三
机械设备传动中出现噪音和异常振动，经检查发现齿轮存在严重的齿面磨损。
传动效率下降，产量降低，经过检测发现齿轮偏移超过了运转允许范围。
设备提前故障，导致生产中断，经过分析发现是齿轮根部断裂导致的。
结论和要点
1 齿轮缺陷会导致传动效率下降和噪
音振动增加。
2 齿轮缺陷的检测方法包括目视检查、
《齿轮缺陷简介》PPT课件
欢迎大家参加今天的课程！本课程将带领大家深入了解齿轮缺陷的定义、类型和影响，以及相关的检测方法和预防措施。让我们一起探索这个引人入胜结构上的不完美，可能导致运转不顺畅、噪音增加等问题。
常见的齿轮缺陷类型和特征
齿面磨损
齿轮表面出现磨损痕迹，可能由于摩擦、颗粒物等原因引起。
振动分析
通过分析齿轮传动过程中的振动信号，判断齿轮是否存在缺陷。
预防齿轮缺陷的措施
1
材料选择
选择高质量、适合工作条件的齿轮材料，以提高耐磨和抗疲劳性能。
2
正确润滑
合理选择和使用润滑剂，保证齿轮传动的良好润滑。
3
定期维护
定期进行齿轮传动的保养和检查，防止缺陷的进一步扩大。
案例分析：齿轮缺陷的实际问题
齿轮缺陷会引起噪音和振动的增加，影响设备的稳定性和工作环境。

浅析汽车变速器齿轮故障分析及检修

关键词：汽车；变速器；齿轮传动；故障分析；检修方法中图分类号：Ｇ２３６文献标识码：Ａ文章编号：２０９５ — ０７４８（２０１４）０１－００７３－０３
引言
面就会发生磨损，但是当齿轮的工作条件恶化时，例
接检食就是对残余物进行收集，通过对残余物的特观察获取卡Ｈ关的信息、收集残余物可以使用磁
探头或特殊途的过滤器、
：｛１油样分析
选择能够对变速箱齿轮振动状态进行全面反映的振动
敏感点，二是选择在工作时容易出现损坏的点。根据以上测量点的选取要求为原则，保证了对振动信号测量在最大限度内的高效性和有效性。振动检测技术诊
１由齿轮啮合不良引发的异响
其他可能造成异响的原因还包括：轴间隙的调整
不当，过于松弛；以及在制造加工离合器时定位孔的
位置不当等等。
２磨损残余物分析诊断方法
由齿轮啮合不良引发的异响，是指变速器的成对
的齿轮在工作中，进行动力传递时发出不正常的噪
收稿日期：２０１３ — １１．２５作者简介：郝源隆（１９８３一），男，山西晋中人，硕士，毕业
主要有以下三种：
１）直接检查。
于太原科技大学，现就职于晋中职业技术学院，研究方向：汽
车维修。
这种方法是通过对润滑油的电感变化的检测、油

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

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。

齿轮齿条式转向器异响原因分析及控制方法

齿轮齿条式转向器异响原因分析及控制方法作者：徐百双张晶吕祥杨魏绮来源：《时代汽车》2019年第09期摘要：本文根據路试车验证过程中，针对出现过的齿轮齿条式转向器异响情况，总结出原因分析及控制方法，分享给从事转向器设计以及制造相关的工程师作为参考。

关键词：转向器;齿轮齿条;异响1 引言齿轮齿条式转向器以结构简单、体积小、转向灵敏、传递效率高、制造成本低等优点，被广泛应用于载荷小的微型车、轿车中。

路试车验证过程中齿轮齿条式转向器异响是最常见的故障模式，异响引起驾驶员舒适性差，影响汽车本身的产品质量。

而异响问题主要原因是由壳体、齿轮、齿条、导套、压块总成等零部件结构设计、加工、装配过程中存在缺陷造成。

齿轮齿条式转向器工作原理：齿轮齿条式转向器（图1）是由壳体、齿轮、齿条、导套、调整机构、轴承、O型圈等组成。

其工作原理以C-EPS转向系统传递扭矩（图2）为例，当驾驶员转动方向盘时，电动助力转向管柱接收信号产生助力，转向传动轴传递扭矩到转向器齿轮上，齿轮带动啮合的齿条沿着直线反复运动，从而转向拉杆带动转向节转动，使转向轮偏转，实现汽车转向。

2 齿轮齿条啮合异响故障模式：车辆静止状态转动方向盘从转向器部位传来断断续续、无规则“嘎哒”的异响声音。

对故障件进行啮合间隙、转动力矩及转向力矩波动、齿条移动力检测（表1、表2、表3），通过检测可知，啮合间隙相对于设计出厂值大，齿轮转动力矩及齿条推力均偏小。

原因分析：齿轮齿条啮合间隙过大，会出现齿轮齿条相互撞击而产生异响。

控制方法：1）出厂时齿轮齿条啮合间隙严格按照设计要求±180°行程内≤0.07mm，全行程≤0.1mm;2）合理选择的油脂以及用量，建议齿轮室涂6g-7g油脂，齿条面涂至少6g-7g油脂;3）控制好齿条的跨棒距、粗糙度≤0.4、直线度≤0.08mm、齿轮跳动≤0.056、齿形偏差≤0.02。

3 齿条导套异响导套作用支撑齿条在运动过程中保持直线运动。

齿轮传动实验

齿轮组（包括主动齿轮和从动齿轮）
实验所需材料清单
轴承座及轴承加载器及砝码
传感器及数据采集器
实验所需材料清单
润滑油及润滑工具实验所需的其他辅助材料和工具
安全操作规程
实验前需检查实验台各部件是否完好，如有损坏应及时更换或维修。
实验过程中应保持实验台及周围环境的清洁，避免杂物进入齿轮传动系统。
分析齿轮传动效率及磨损情况
通过实验对比不同参数和工况下的齿轮传动效率，分析影响效率
的主要因素。
观察齿轮在长时间运转后的磨损情况，探究磨损机理和预防措施。
结合理论分析和实验结果，提出改进齿轮传动效率、降低磨损的
具体措施。
提升实验设计与操作能力
通过自主设计实验方案、搭建实验装置、采集实验数据等过程，提升实验设计和操作能力。
实验过程中应严格遵守实验步骤和操作方法，避免误操作导致设备损坏或人身伤害。
实验结束后应关闭电源，清理实验现场，将实验设备和材料归位。
加载过程中应逐步增加负载，避免突然加载导致齿轮传动系统损坏。
03 实验原理与方法
齿轮传动基本原理回顾
01
02
03
齿轮传动的定义
通过两个或多个齿轮的啮合来传递运动和动力的机械传动方式。
确保齿轮传动实验台、电机、传感器、数据采集器等设备完好
无损。
准备实验工具
02
准备必要的工具，如扳手、螺丝刀、测量尺等，以便进行设备
安装和调试。
了解实验原理
03
熟悉齿轮传动的基本原理、传动比计算方法以及实验台的工作
原理。
齿轮安装与调试过程
安装齿轮
根据实验要求选择合适的齿轮，并按照正确的顺序和方向安装在实验台上。

齿轮常见故障类型及诊断方法

由于几何形状和工艺上的原因，在根部有较为严重
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＝１２ … ），，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％；１２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０４齿面磨损，效比例为１％；）失０
中图分类号：Ｈ１２Ｔ３
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。

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。

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。

齿轮与齿轮箱振动噪声机理分析及控制

齿轮与齿轮箱振动噪声机理分析及控制写在前面噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音。

声音由物体的振动产生，以波的形式在一定的介质（如固体、液体、气体）中进行传播。

一、齿轮振动的实例1齿轮轮毂的振动齿轮传递扭矩首先从轴传至轮毂，由轮毂传递到轮齿，再由主动轮轮齿传递到被动轮轮毂和轴系。

在传递过程中，由于受到轴向激励力的作用，齿轮轮毂产生轴向振动。

另外，由于啮合力的作用，轮毂也会产生横向和沿周向的振动。

2轴承及轴承座的振动齿轮系统通过轴系安置于轴承及其轴承座上，由于齿轮本体的轴向和周向振动必引起轴承支承系统的振动，相反，外界干扰力(如螺旋桨的轴承力)也可能通过轴承传递给齿轮系统。

3齿轮箱的振动齿轮的振动由轴系传到齿轮箱，激励箱体振动，从而辐射出噪声。

另外，齿轮在箱内振动的辐射声激励箱体，使箱体形成二次辐射噪声，这类噪声大部在中低频范围内。

齿轮箱体本身的振动也直接产生辐射声。

4齿轮的振动在啮合过程中，轮齿先由一点接触而扩展到线接触，或一次实现线接触，使得接触力大小、方向改变，产生机械冲击振动，从而辐射出噪声。

这类噪声呈现高频冲击的形式，其典型的齿轮振动时程曲线示于图2。

轮齿啮合时不断变化的啮合力，既激发齿轮的强烈振动，即各个轮齿的响应很大，也激发了齿轮箱箱体较弱的振动。

通常认为齿轮产生噪声的主要原因是轮齿之间的相对位移。

这类噪声源产生的噪声可以用付氏变换法把噪声表示为稳定频率的分量的集合。

图1 齿轮啮合振动及噪声传播图2 齿轮振动时程曲线二、齿轮振动噪声产生的机理1齿轮啮合激励产生的噪声齿轮的轮齿在啮合时因传动误差产生交变力，在交变力作用下产生线性及扭转响应，使齿轮产生振动辐射出噪声。

这是一种主要的噪声源，接触力变化越大，则齿轮相应的振动响应越大。

另外，齿轮的周节差产生的由复杂的或调制频率及其倍频组成的噪声，含有重复的基频(轴频)，频率很低。

由于周节差产生了不规则的脉冲序列。

这种脉冲序列包括了众多的频率成份，但还不能认为是宽带随机噪声。

齿轮箱的维护与故障分析

齿轮箱维护和故障分析概述风力发电机组由叶片、增速齿轮箱、风叶控制系统、刹车系统、发电机、塔架等组成。

其中增速齿轮箱作为其传动系统起到动力传输的作用，使叶片的转速通过增速齿轮箱增速，使其转速达到发电机的额定转速，以供发电机能正常发电。

高可靠性和良好的可维修性的增速齿轮箱是风力发电机组的关键技术保障。

所以，对海阳、莱州、开发区风场齿轮箱故障现象统计如下表：液压系统和齿轮的损坏三大方面。

齿轮和轴承在转动过程中它们实际都是非直接接触，这中间是靠润滑油建成油膜，使其形成非接触式的滚动和滑动，这时油起到了润滑的作用。

虽然它们是非接触的滚动和滑动，但由于加工精度等原因是其转动都有相对的滚动摩擦和滑动摩擦，这都会产生一定的热量。

如果这些热量在它们转动的过程中没有消除，势必会越集越多，最后导致高温烧毁齿轮和轴承。

因此齿轮和轴承在转动过程中必须用润滑油来进行冷却。

所以润滑油一方面起润滑作用，另一方面起冷却作用。

对于风电齿轮箱，对于所有的齿轮和轴承我们都要采用强制润滑。

因为强制润滑可以进行监控，而飞溅润滑是监控不了的。

从安全性考虑采用强制润滑。

一、风电齿轮的损坏类型及其判断下表为齿轮轮齿的主要故障形式及其原因根据裂纹扩展的情况和断齿原因断齿包括过载折断（包括冲击折断）疲劳折断以及随机断裂等断齿常由细微裂纹逐步扩展而成。

疲劳折断发生从危险截面（如齿根）的疲劳源起始的疲劳裂纹不断扩展，使轮齿剩余截面上的应力超过其极限应力，造成瞬时折断其根本原因是轮齿在过高的交变应力重复作用，在疲劳折断处，是贝状纹扩展的出发点并向外辐射产生的原因有很多。

主要是材料选用不当，齿轮精度过低，热处理裂纹，磨削烧伤，齿根应力集中等等因此在设计时需要考虑传动的动载荷谱，优选齿轮参数，正确选用材料和齿轮精度，充分保证加工精度消除应力集中集中因素等等。

过载折断总是由于作用在轮齿上的应力超过其极限应力，导致裂纹迅速扩展，常见的原因有轴承损坏突然冲击超载轴弯曲或较、大硬物挤入啮合区等断齿断口有两种形式一种呈放射状花样的。

齿轮断齿故障特征

齿轮断齿故障特征齿轮断齿是齿轮传动系统常见的故障之一，指齿轮的齿面在使用过程中发生断裂、脱落或损坏。

齿轮断齿的故障特征包括故障齿轮在运动过程中发出异常声音、齿轮体表现出明显的磨损和疲劳裂纹等。

首先，齿轮断齿的故障通常会伴随着异常的声音。

在正常的齿轮传动中，齿轮之间的啮合应该是平稳的，不会发出过多的噪声。

而当齿轮出现断齿故障时，由于齿轮之间的齿面无法正常接触，会导致反向载荷的产生，这会引起异常的声音。

通常，这些声音会比正常运行时更大、更尖锐，并且会伴随着敲击声和刺耳的嘎嘎声。

这些异常声音是检测齿轮断齿故障的重要特征。

其次，齿轮断齿的故障还会导致齿轮表面的明显磨损和疲劳裂纹的出现。

由于断齿故障会引起齿轮之间的异常载荷分布，这会导致齿轮表面的磨损加剧。

在齿轮运动过程中，受到高频反向载荷的影响，磨损会导致齿轮表面出现明显的划痕和疲劳裂纹。

这些划痕和疲劳裂纹的出现是齿轮断齿故障的另一个明显特征。

此外，齿轮断齿的故障还会导致齿轮传动系统的传动比发生变化。

在齿轮传动系统中，传动比是由齿轮的齿数决定的。

而当齿轮发生断齿故障时，这将导致齿轮齿数的减少或者不匹配，从而改变了传动比。

这将导致齿轮传动系统的输出转速和扭矩发生变化，从而影响整个系统的正常运行。

这是齿轮断齿故障的另一个明显特征。

最后，齿轮断齿的故障还会导致齿轮传动系统的性能下降。

当齿轮发生断齿故障后，由于齿数的减少或者不匹配，齿轮传动系统的传动效率将会下降。

而且，在断齿故障的齿轮上，由于磨损和疲劳裂纹的存在，齿轮之间的啮合不再是平稳的，会导致能量损耗增加，进一步降低传动效率。

这将直接影响到整个齿轮传动系统的性能和可靠性。

综上所述，齿轮断齿故障的特征包括异常的声音、齿轮表面的明显磨损和疲劳裂纹、传动比的变化，以及齿轮传动系统性能的下降。

当发现这些特征时，及时采取鉴别和修复措施是非常重要的，以避免因齿轮断齿故障而导致的更大损失。

同时，定期检查和保养齿轮传动系统也是预防齿轮断齿故障的重要措施，可以延长其使用寿命，提高其可靠性和性能。

齿轮精度报告分析

齿轮精度报告分析1. 引言齿轮是一种常用的传动装置，用于将动力从一个轴传递到另一个轴，同时改变转速和转矩。

在齿轮传动系统中，齿轮的精度对系统的性能和寿命起着至关重要的作用。

本文通过分析齿轮精度报告来评估齿轮的制造质量和性能。

2. 齿轮精度报告内容一份典型的齿轮精度报告通常包括以下内容：2.1 齿轮尺寸测量结果齿轮的尺寸是评估齿轮精度的重要因素。

在齿轮精度报告中，通常会列出齿轮的模数、齿数、齿轮宽度等尺寸指标，并给出测量结果。

这些数据可以用于评估齿轮的尺寸精度是否满足设计要求。

2.2 齿形误差测量结果齿形误差是齿轮精度的重要指标之一。

在齿轮精度报告中，通常会列出齿形误差的测量结果。

齿形误差描述了齿轮表面的几何形状和偏差，常用的指标有齿距误差、齿厚误差和齿形相对偏差等。

这些数据可以用于评估齿轮的齿形精度是否满足设计要求。

2.3 齿向误差测量结果齿向误差也是齿轮精度的重要指标之一。

在齿轮精度报告中，通常会列出齿向误差的测量结果。

齿向误差描述了齿轮齿槽的位置和偏差，常用的指标有齿槽间距误差、齿槽方向误差和齿槽曲线误差等。

这些数据可以用于评估齿轮的齿向精度是否满足设计要求。

2.4 齿面粗糙度测量结果齿面粗糙度是齿轮精度的另一个重要指标。

在齿轮精度报告中，通常会列出齿面粗糙度的测量结果。

齿面粗糙度描述了齿轮表面的光滑程度和表面质量，常用的指标有Ra、Rz等。

这些数据可以用于评估齿轮的齿面精度是否满足设计要求。

2.5 其他相关信息除了以上列举的内容，齿轮精度报告还可能包括其他相关的信息，如材料测试结果、硬度测试结果等。

这些数据可以用于综合评估齿轮的制造质量和性能。

3. 齿轮精度报告分析通过对齿轮精度报告的分析，可以评估齿轮的制造质量和性能，并找出可能的问题和改进的方向。

3.1 尺寸精度分析首先，我们可以分析齿轮的尺寸精度。

如果齿轮的尺寸与设计要求相差较大，可能会导致传动效果不佳或故障。

我们可以计算齿轮的尺寸误差，并与设计要求进行对比，以确定是否需要调整制造参数或改进工艺。

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。

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。