齿轮的故障诊断
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。
汽车变速器齿轮故障诊断方法综述
汽车变速器齿轮故障诊断方法综述
汽车变速器是汽车动力系统中的重要组成部分，齿轮是变速器工作的关键部件。
齿轮故障会导致汽车变速器的性能下降甚至完全失效。
及时正确地诊断齿轮故障对于保障汽车的正常运行至关重要。
本文将综述目前常用的汽车变速器齿轮故障诊断方法。
第一种诊断方法是通过声音诊断。
变速器齿轮故障会发出不同的声音，如异响、噪声等。
通过听取变速器工作时的声音可以初步判断是否存在齿轮故障。
如果变速器工作时发出咯咯声、呜呜声等异常声音，则可能是齿轮磨损、齿轮啮合不良等问题导致的。
第二种诊断方法是通过振动诊断。
变速器齿轮故障会引起汽车振动。
通过使用振动传感器测量变速器的振动情况，可以判断是否存在齿轮故障。
如果变速器振动明显增加或变得不规律，则可能是齿轮故障导致的。
汽车变速器齿轮故障诊断方法主要包括声音诊断、振动诊断、温度诊断、油液分析诊断和载荷分析诊断等。
这些方法各有优劣，可以互相结合使用，以提高齿轮故障的诊断准确性。
汽车变速器齿轮故障诊断方法综述
汽车变速器齿轮故障诊断方法综述
汽车变速器是汽车动力传动系统中一项重要的组成部分，其主要功能是通过变换齿轮的档位来调整发动机输出功率和转速，以适应不同路况和行驶速度的需求。
随着使用时间的增长和工作环境的变化，汽车变速器的齿轮可能会出现各种故障，影响其正常工作。
齿轮故障的及时诊断显得十分重要。
1. 目视观察法：通过直接观察变速器内部齿轮的状态，如齿轮的磨损、脱落、变形等情况，来判断齿轮是否故障。
这种方法简单直观，但需要拆卸变速器，一般用于齿轮故障比较严重的情况。
2. 听觉诊断法：通过听取变速器工作时传出的异常声音，如呼啸、响声等，来判断齿轮是否故障。
这种方法简便快捷，但对操作者的听觉要求比较高，且不能确定具体故障的原因。
3. 振动分析法：通过测量变速器的振动信号，如振动频率、幅值等，来判断齿轮是否故障。
这种方法能够准确判断齿轮的故障类型，但需要专业的振动分析仪器和技术。
6. 数字诊断法：通过连接变速器的控制器，读取车辆故障码和实时数据，来判断齿轮是否故障。
这种方法能够全面了解变速器的工作情况，但需要专业的诊断仪器和技术。
汽车变速器齿轮故障的诊断方法有很多种，每种方法都有其优缺点。
在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的诊断方法，以便及时准确地判断齿轮是否故障，并采取相应的维修措施，保证汽车变速器的正常工作。
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。
汽车变速器齿轮故障诊断方法综述
汽车变速器齿轮故障诊断方法综述随着社会发展，汽车已成为人们日常出行的不可或缺的交通工具。
作为汽车的核心部件之一，变速器起到了调节车速、提高车辆动力性、降低油耗等重要作用。
然而，由于使用环境、领域和条件的不同，汽车变速器的齿轮故障也时常发生。
本文就汽车变速器齿轮故障的诊断方法进行综述。
一、传统的诊断方法1、目视检查法目视检查法是一种传统的汽车变速器齿轮故障诊断方法。
该方法主要依据机械师的经验和感觉来判断齿轮是否出现故障。
通过经验和感觉来判断齿轮故障存在的缺点是不如数据可靠，需要高度依赖经验和感觉。
2、听声诊断法听声诊断法是一种通过倾听变速器运行时的噪声来判断其齿轮是否故障的方法。
该方法可以对变速器齿轮的摩擦、摩托和噪声进行分析，但需要高度依赖听力的准确度和对噪声的理解。
3、动态压力检测法动态压力检测法是一种利用变速器内的压力传感器进行故障判断的方法，该传感器会记录变化周期和压力数据并进行比较分析。
该方法能够快速有效地诊断转速和压力等参数，但需要专业的检测设备支持。
1、振动分析法振动分析法是一种通过检测变速器在运行时的振动信号来进行齿轮故障诊断的方法。
振动分析法会对变速器振动信号进行采集和处理，并对变化过程进行分析比较。
该方法能够分析齿轮故障的原因和程度，并给出具体的诊断结果。
3、声波分析法声波分析法是利用声波检测设备对变速器内部运行时产生的声波信号进行采集和处理，并根据不同声音的频率、强度、波形等特征对齿轮故障进行诊断。
调整声波的参数可以对特定类型的问题进行诊断，该方法能够快速、准确地判断齿轮故障的类型和程度。
总结齿轮故障是汽车变速器常见的故障之一，传统的诊断方法主要依赖经验和听觉，诊断难度较大且不够科学。
而现代化的诊断方法则可以利用更加准确和科学的技术手段进行分析和判断，是未来汽车维修和保养的重要方向之一。
在使用中，可以根据齿轮的类型和工作状态，选择适合的诊断方法进行故障诊断和维修。
论述齿轮啮合频率产生的机理及齿轮故障诊断方法
论述齿轮啮合频率产生的机理及齿轮故障诊断方法齿轮啮合频率是指齿轮齿数之比乘以齿轮转速之差，它是齿轮啮合过程中产生的基本频率。
齿轮啮合频率产生的机理主要有以下几个方面：1.齿轮齿数之比：齿轮齿数之比是齿轮啮合频率的主要决定因素。
齿轮啮合频率与齿数之比成正比，齿数越多，啮合频率越高。
2.齿轮转速之差：齿轮啮合频率还与齿轮转速之差有关。
当齿轮转速之差增大时，啮合频率也会相应增加。
3.齿白度：齿轮啮合过程中，齿轮齿面的齿白度是产生啮合频率的重要因素。
如果齿轮齿面的齿白度不均匀，会引起齿轮啮合频率的变化。
齿轮故障诊断方法主要有以下几种：1.声音诊断法：通过听齿轮啮合过程中的声音，判断是否存在异常声音。
异常声音可能是因为齿轮齿面磨损、齿面接触不良等故障引起的。
2.振动诊断法：通过测量齿轮转动时的振动信号，判断齿轮是否存在故障。
齿轮故障会引起振动信号的变化，通过对振动信号的分析和比较，可以判断齿轮的故障类型和程度。
3.温度诊断法：通过测量齿轮表面的温度变化，来判断齿轮是否存在故障。
齿轮故障会导致齿轮表面的摩擦产生热量，从而引起温度的升高。
4.油液分析法：通过对齿轮箱中的润滑油进行分析，判断齿轮是否存在故障。
齿轮故障会导致润滑油中金属颗粒和其他杂质的含量增加，通过分析润滑油的成分和性质，可以判断故障的类型和程度。
5.振弦诊断法：通过在齿轮上安装振弦传感器，采集齿轮振动信号，并通过信号分析来判断齿轮是否存在故障。
振弦传感器可以感知齿轮振动的幅值、频率等特征，通过与正常状态下的信号进行比较，可以判断故障的类型和程度。
综上所述，齿轮啮合频率是齿轮啮合过程中产生的基本频率，其机理主要与齿轮齿数之比、齿轮转速之差以及齿白度等因素有关。
针对齿轮故障的诊断方法包括声音诊断法、振动诊断法、温度诊断法、油液分析法以及振弦诊断法等。
这些方法可以通过检测齿轮的声音、振动、温度变化以及润滑油中的杂质等特征，来判断齿轮是否存在故障以及故障的类型和程度。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
对开式齿轮，齿面的疲劳裂纹尚未形成或扩展时就被磨去，因此不存在点蚀。
当硬齿面齿轮热处理不当时，沿表面硬化层和芯部的交界层处，齿面有时会成片剥落，
称为片蚀。
3. 磨损
齿面的磨损是由于金属微粒、尘埃和沙粒等进入齿的工作表面所引起的。
齿面不平、润滑不良等也是造成齿面磨损的原因。
此外，不对中、联轴器磨损以及扭转共振等，会在齿轮啮合点引起较大的扭矩变化，或使冲击加大，将加速磨损。
齿轮磨损后，齿的厚度变薄，齿廓变形，侧隙变大，会造成齿轮动载荷增大，不仅使振动和噪音加大，而且很可能导致断齿。
4. 胶合
齿面胶合（划痕）是由于啮合齿面在相对滑动时油膜破裂，齿面直接接触，在摩擦力和压力的作用下接触区产生瞬间高温，金属表面发生局部熔焊粘着并剥离的损伤。
胶合往往发生在润滑油粘度过低、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、接触面积过小、转速过低（油带不起来）等条件下。
齿面发生胶合后，将加速齿面的磨损，使齿轮传动很快地趋于失效。
齿轮的故障还有齿面的塑性变形，即在高压（重载）和很大摩擦力的作用下，齿面金属层发生塑性移动变形，从而在主动轮上出现节线附近局部凹下、从动轮节线附近局部凸起的现象。
但常见的主要故障还是以上四类，有人对145件齿轮故障进行了检测调查，结果如下： 二、齿轮故障
的特
征信息
由于结构和工作原理上的一些特点，齿轮的振动信号较为复杂，在对其进行振动故障诊断时，往往需要同时在时域和频域上进行分析。
齿轮故障的特征频率基本上由两部分组成：一部分为齿轮啮合频率及其谐波构成的载波信号；另一部分为低频成分（主要为转速频率）的幅值和相位变化所构成的调制信号。
调制信号包括了幅值调制和频率调制。
下面将分别介绍各特征成分及其所对应的故障类型，并分析其产生的原因。
1. 啮合频率及其谐波
齿轮传动的特点是，啮合过程中啮合点的位置和参与啮合的齿数都是周期性变化的，这就造成了齿轮轮齿的受力和刚度成周期性变化，由此而引起的振动必然含有周期性成分，反映这个周期性特征信息的就是啮合频率及其高次谐波。
齿轮在啮合过程中，齿面既有相对滚动，又有相对滑动。
如下图所示，主动轮上的啮合点由齿根移向齿顶，随啮合半径逐渐增大，速度逐步增高；而从动轮上的啮合点由齿顶移向齿根，速度逐步降低。
两轮速度上的差异形成了相对滑动。
节点处，两轮速度相等，相对滑
齿轮常见故障的百分比
齿轮故障类型 断齿 点蚀 磨损 胶合 其它
所占百分比（％） 41 31 10 10 8
动速度为零。
在主动轮上，齿根与节点之间的啮合点速度低于从动轮上的啮合点速度，因此滑动方向向下；而在节点与齿顶之间的啮合点速度高于从动轮，滑动方向向上。
主动轮、从动轮都在节点处改变了滑动方向，也就是说，摩擦力的方向在节点处发生了改变，形成了节线冲击。
齿轮啮合过程中，除了啮合点位置变化引起的节线冲击外，更为重要的是由于参与啮合的齿数变化而引起的啮合冲击。
对于重叠系数在1~2之间的渐开线直齿轮，在节点附近是单齿啮合，在齿根、齿顶附近是双齿啮合。
显然，双齿啮合时载荷小、刚度大，单齿啮合时载荷大、刚度小，见右图。
也就是说，即使齿轮所传递的是恒定扭矩，但当每对齿在脱离啮合或进入啮合时，轮齿上的载荷和刚度都要发生突然增大或减小，从而形成啮合冲击。
对于重叠系数低的直齿，啮合冲击尤为显著，其作用力和刚度变化基本上呈矩形波，见右图。
对于斜齿，由于其啮合点是沿齿宽方向移动的，啮合过程的变化较为平缓，刚度变化接近正弦波。
因此，轮齿的啮合冲击和啮合刚度的
变化取决于齿轮的类型和重叠系数。
显然，齿轮的啮合冲击、节线冲击、啮合刚度的变化是周期性的，而这个周期性变化的频率，就是转速频率f 与齿数z的乘积（每秒针的变化圈数由转速频率定，每圈的变化次数由齿数定，乘积就是每秒针的变化次数），也就是啮合频率f m，即
f m＝f1·z1＝f2·z2
式中，f1、f2～主动轮、从动轮的转速频率；z1、z2～主动轮、从动轮的齿数。
啮合频率在齿轮故障诊断中具有极为重要的意义。
实际上，在一个1/f m啮合周期中，发生了进入啮合、脱离啮合、节线冲击等多次冲击过程，因此在齿轮的振动信号中必然包含了啮合频率f m及其高次谐波2f m、3f m、…成分。
无论齿轮处于正常状态还是故障状态，在齿轮的振动信号中，啮合频率f m这一振动分量始终都是存在的，只是两种状态下的振幅值大小是有差异的。
齿轮啮合情况良好，啮合频率及其谐波的幅值相对较低。
啮合频率及谐波的幅值增大，除了可能与载荷变化等因素有关外，齿轮侧隙不当往往是最直接、最主要的影响因素。
造成侧隙不当的具体原因是多样的，除了制造、安装等原因外，齿面磨损也是主要原因之一。
特别需要指出的是，轮齿表面发生均匀性磨损后，不仅侧隙变大，而且齿廓（渐开线齿、圆弧齿）形状受到破坏，从而使啮合时的各种冲击增大、啮合刚度降低，将引起通频振幅值。