工业齿轮箱振动及10种故障特征分析

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一、齿轮箱的振动信号特点

齿轮箱正常运转时，一般其振动信号是平稳信号，振动信号为

名轴的转频和啮合频率。当发生故障时，其振动信号频率成份和

幅值将发生变化，一般具有以下特征:

1.信号是稳态的

对应仅仅是幅值的变化，振动能量的变化。主要是针对齿轮均

匀磨损的情况。

2.信号是周期平稳信号

出现有规律的冲击或调制现象。主要是针对齿轮的点蚀、疲劳

剥落、齿形误差、安装误差、轴弯曲、不平衡、不对中、滚动轴

承剥落等。

3.信号是非周期性信号

信号中出现无规律的冲击或调制现象。主要是齿轮或轴承严重

故障时。

二、齿轮箱频率特点

（1）轴频及其高次谐波；

（2）齿轮啮合频率及其高次谐波；

（3）以齿轮啮合频率及其谐波为载波频率，齿轮所在轴转频

及其倍频为调制频率的啮合频率边频带；

（4）以齿轮固有频率及其谐波为载波频率，齿轮所在轴转频

及其倍频为调制频率的边频带；

（5）以齿轮箱固有频率及其谐波为载波频率，齿轮所在轴转

频及其倍频为调制频率的边频带；

（6）以外环的各阶固有频率为载波频率，产生剥落元件的通

过频率为调制频率；

（7）隐含成份和交叉成份。

三、振动检测标准

1.齿轮装置的振动峰值判定标准

齿轮的振动峰值为 P，转速为 n(r/min)，齿数为 z，g为重力

加速度。

报警量级:P=10(z/30)1.2x(n/1200)1.2

危险量级:P=40(z/30)1.2x(n/1200)1.2

2.齿轮装置的振动均值判定标准

齿轮的振动峰值为 P，转速为 n(r/min)，齿数为 z，g为重力

加速度。

报警量级:P=1.1(z/30)2.2x(n/1200)2.2

危险量级:P =4.1(z/30)2.2x(n/1200)2.2

四、齿轮箱故障主要形式的特征

1、齿形误差的主要特征

（1）以齿轮啮合频率及其谐波为载波频率齿轮所在轴转频及

其倍频为调制频率的啮合频率调制；

（2）一般的齿形误差产生的调制边频带窄，以一阶边频调制

为主，且边频带的幅值较小;

（3）严重的齿形误差，激起齿轮的固有频率出现以齿轮固有

频率及其谐波为载波频率，齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率

的齿轮共振频率调制;

（4）振动能量(有效值和峭度)有一定程度的增大。

2齿轮均匀磨损的主要特征

（1）齿轮的啮合频率及其谐波的幅值明显增大；

（2）如果不均匀磨损，会产生以齿轮啮合频率及其谐波为载

波频率，齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率，但幅值小。

3.轴不对中主要特征

（1）以齿轮啮合频率及其谐波为载波频率，齿轮所在轴转频

及其倍频为调制频率；

（2）调制频率的 2倍频幅值最大；

（3）齿轮啮合频率及其谐波幅值增大；

（4）振动能量(有效值和峭度)有一定程度的增大。

4.箱体共振

（1）薄板结构

齿轮箱的一阶固有频率为主导地位，其他频率成分很低;

振动能量有很大的增加。

（2）箱体共振调制

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摘要：

一、齿轮箱的振动信号特点齿轮箱正常运转时，一般其振动信号是平稳信号，振动信号为名轴的转频和啮合频率。当发生故障时，其振动信号频率成份和幅值将发生变化，一般具有以下特征:1.信号是稳态的对应仅仅是幅值的变化，振动能量的变化。主要是针对齿轮均匀磨损的情况。2.信号是周期平稳信号出现有规律的冲击或调制现象。主要是针对齿轮的点蚀、疲劳剥落、齿形误差、安装误差、轴弯曲、不平衡、不对中、滚动轴承剥落等。3.信号是非周期性信号信号中出现无规律的冲击或调制现象。主要是齿轮或轴承严重故障时。二、齿轮箱频率特点（1）轴频及其高次谐波；（2）齿轮啮合频率及其高次谐波；（3）以齿轮啮合频率及其谐波为载波频率，齿轮所在...

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