齒輪各類故障的特征頻率、諧波及邊頻帶特征

文齋WZ 2024-06-04 發(fā)布于北京

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綜上所述，齒輪故障的頻率成分是十分復(fù)雜的，都是一些寬頻帶信號(hào)。根據(jù)一些資料介紹，現(xiàn)將齒輪常見故障與特征頻率及其諧波、以及邊頻帶的關(guān)系，作以下小結(jié)：

1 輪齒的均勻性磨損、齒側(cè)間隙過大以及齒輪載荷過大等原因引起的故障，將增加嚙合頻率f_m及其高次諧波2f_m、3f_m、…頻率分量的幅值，并不產(chǎn)生邊帶。其中，磨損時(shí)，嚙合頻率高次諧波的幅值增量更大；磨損嚴(yán)重時(shí)，二次諧波的幅值甚至超過嚙合頻率基波的幅值。

2 齒輪偏心、齒距周期性變化及載荷波動(dòng)等不均勻的分布故障，將產(chǎn)生幅值調(diào)制和頻率調(diào)制，從而在嚙合頻率及其諧波兩側(cè)形成邊頻帶，邊帶的間隔頻率是有缺陷齒輪的轉(zhuǎn)速頻率。其中，齒輪偏心一般只出現(xiàn)下邊帶（差頻）f_m－n f_e （n＝1,2,3,…），上邊帶一般很少出現(xiàn)。

3 斷齒、齒面剝落及裂紋等集中缺陷的局部性故障，將引起周期性的沖擊脈沖，同樣產(chǎn)生幅值調(diào)制和頻率調(diào)制。例如，若小齒輪出現(xiàn)一處斷齒或兩處剝落，則小齒輪每旋轉(zhuǎn)一圈，將產(chǎn)生一次或兩次明顯的周期性碰撞沖擊。在此類情況下，嚙合頻率為脈沖頻率所調(diào)制，在嚙合頻率及其諧波兩側(cè)形成一系列邊頻帶，邊帶的特點(diǎn)是邊頻數(shù)量多、范圍廣、分布均勻且較為平坦。此外，嚴(yán)重的局部斷齒還會(huì)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)頻率及其諧波的幅值增加。斷齒的主要特征還是齒輪的旋轉(zhuǎn)頻率和嚙合頻率的幅值產(chǎn)生明顯增長(zhǎng)。

4 點(diǎn)蝕、劃痕（即輕度的膠合）等分布比較均勻的缺陷，同樣也將產(chǎn)生周期性沖擊脈沖和調(diào)幅、調(diào)頻現(xiàn)象。但是，與斷齒等局部故障的不同之處是，其在嚙合頻率及其諧波兩側(cè)分布的邊帶階數(shù)少而集中，邊帶特點(diǎn)是高而窄、幅值變化起伏大。然而，隨故障發(fā)展、程度惡化，其圖形也將發(fā)生變化。

5 齒的斷裂或裂縫，在進(jìn)入嚙合時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沖擊，這種沖擊可能激起齒輪的固有頻率（自振頻率）。但由于齒輪的固有頻率一般都為1~10kHz的高頻，此高頻成分傳遞到齒輪箱殼體上時(shí)，基本上已被衰減掉，多數(shù)情況下只能測(cè)到嚙合頻率和調(diào)制的邊頻。

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來自：文齋WZ > 《齒輪箱》

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