文档介绍：（适用于课程论文、提交报告）错误！未定义书签。
一、论述齿轮啮合频率产生的机理及齿轮故障诊断方法1

轮齿损伤误差
齿轮在运行中由丁各种故障形成的齿面损伤，在齿轮传动中就会产生齿轮的传动误差激励。传动误差激励正是我们诊断齿轮故障的信息来源。
外部激励误差
外部激励的因素较多，负载波动引起齿轮传递转矩波动、滚动轴承故障的传递、摩擦离合器力矩变化产生的影响等，这些故障信号虽然是从轮齿的外部输入，但是影响到轮齿上的啮合力和弹性变形，其最终结果就是产生轮齿的传动误差。
啮合冲击齿轮在啮合过程中，由丁轮齿误差和受载弹性变形的影响，轮齿进入啮合点和退出啮合点与理论值发生偏差，因而在进入啮合和退出啮合时均会发生冲击，称为
“啮合冲击啮合冲击是
节线冲击
主动轮带动从动轮旋转时，主动轮上的啮合点由齿根移向齿顶，啮合半径逐渐增大，速度渐次增高；而从动轮上的啮合点是由齿顶移向齿根，啮合半径逐渐减小，速度渐次降低。两轮齿齿面在啮合点的速度差异就形成了主动轮和从动轮的相对滑动。在主动轮上，齿根和节点之间的啮合点速度低丁从动轮上的啮合点速度，因此滑动方向向下；而在节点处，因为两轮上的啮合点速度相等，相对滑动速度为00因此，摩擦力在节点处改变了方向，形成了节线冲击。

齿轮由丁某种原因不能正常工作的现象，或者说齿轮在其使用过程中，由丁某些原因而丧失工作能力或功能参数漂移到界限值以外的现象，被称为齿轮故障。
从总体上讲，齿轮故障可划分为两大类：
一类是由制造和装配等原因造成的，如齿轮误差、齿轮与内孔不同心、各部分轴线不对中、不平衡等；另一类则是齿轮由丁长期运行而形成的，如齿轮表面发生点蚀、疲劳剥落、磨损、塑性流动、胶合以及齿根裂纹，断齿及其他损伤等故障。
齿轮故障若按照振动特征和故障诊断技术应用的角度来分类，大体分为以下两类：
分布式故障
齿面磨损、齿面点蚀及疲劳剥落。
局部故障
齿根裂纹、断齿、局部齿面剥落和塑性变形。
分布式故障分布在一个齿轮的各个轮齿上，而局部故障则集中丁某一个或几个齿上。

齿轮工作过程中的故障信号频率基本上表现为两部分：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。
从频域和时域上看，齿轮振动信号的主要特征成分有：
)啮合频率及其谐波成分。
)幅值调制和频率调制所形成的边频带。
齿轮在啮合过程中，啮合齿上的载荷和刚度是随时间而变化的，这种变化就会产生啮合频率的振动。
传动误差、啮合冲击、节线冲击等问题也会使齿轮在啮合过程中发生啮合频率的振动。
转轴中心固定的齿轮，其啮合频率为：
fm静1f2Z2fl、f2—主动轮和从动轮的转速频率Zi、Z2—主动轮和从动轮的齿数
(实线为磨损前，虚线为磨损后)
当齿面发生磨损，或者负荷增大，齿轮径向间隙过大以及齿轮游隙不适当等原因所引起的故障时，由丁轮齿的啮合状况变坏，啮合频率的谐波成分幅值就会明显增大。
齿轮表面发生均匀性磨损，将引起啮合频率及其各次谐波幅值的变化。啮合频率的高次谐波增长得比基波还快。磨损厉害时，二次谐波幅值可能超过啮合基波。
从啮合基频及其谐波幅值的相对增长量上可反映出齿轮表面的磨损程度。
调制与边频(1)幅值调制
设代表啮合频率的载波信号为：g(t)Asin(2fmt0)
代表齿轮旋转频率的调制信号为：e(t)1Bcos(2fj)
则调幅后的振动信号为：x(t)A[1Bcos(2frt)]sin(2fmt。)式中，A一载波信号的振幅；B一调制指数；fm—载波频率(啮合频率)；fr—调制波频率(齿轮旋转频率，每旋转一周，故障点产生一次冲击)；0—初相角。
将上式展开可得：
ABABx(t)Asin(2fmt0)ysin[2(fmfr)t0]成sin[2(fmfr)t0]
。
jrcJ(/>的IL
■/1'r“I
1*1XL).
.kf1"!
■2
tbJ期
（a）载波信号（b）调制信号（c）
局部性缺陷：发生断齿或大的剥落等，当啮合点进入到缺陷处，齿轮就产生一个冲击脉冲。由丁脉冲信号可以分解为许多正弦分量之和，因此在频谱上形成以啮合频率为中心的一系列边频。其特点是边频数量较多，幅值较低，分布比较均匀平■坦口圳II1IIII11I血