文档介绍：齿轮常见故障与诊断分解
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齿轮常见故障与诊断分解
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
故障齿轮
齿轮常见故障与诊断分解
一、齿轮故障的常见形式与原因
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
第九章 齿轮常见故障与诊断
齿轮常见故障与诊断分解
第九章 齿轮常见故障与诊断
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。
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。
齿形误差：渐开线齿廓有误差，如右图所示。
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（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。
第九章 齿轮常见故障与诊断
齿轮常见故障与诊断分解
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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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。
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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。
第九章 齿轮常见故障与诊断
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
式中：n1、n2主、从动轮转速，Z1、Z2主、从动轮的齿数。
啮合频率fc：
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。
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