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齿轮减速机出现齿形误差的故障现象

编辑:正名机械发布时间:2020-06-04

       从齿轮减速机故障状况角度出发,凡是造成齿轮齿形改变的故障,统称为齿形误差;在齿轮制造的过程中,由于加工设备分度不准,刀具磨损,会产生分布类型的齿轮齿距误差及齿形误差;在齿轮安装过程中,由于安装偏心,或者联辅器安装不同心,都会产生分布类型的齿形误差;在齿轮工作过程中,会产生齿面点蚀、疲劳剥落和局部齿面磨损等集中型的齿形误差。


       齿轮减速机中齿轮发生齿形误差时,可测试其箱体振动信号,并用时域分析 、频谱分析和解调谱分析等信号处理方法进行分析。在频谱分析中,发现其频谱上产生以齿轮啮合频率及其谐波为载波频率,故障齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率的啮合频率调制现象,谱图上在啮合频率及其倍频附近产生幅值小且稀疏的边频带;进行 解调分析,其解调谱上出现转频阶数较少,一般以一阶为主。从机理分析来说,集中型的齿形误差,当有故障的齿进入啮合时,会产生小的冲击激励,而这种小的冲击发生的频率是齿轮所在轴每转一次发生一次,会产生齿轮啮合频率及其高次谐波为载波频率,故障齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率的啮合频率调制现象,由于产生冲击的能量小,所以调制频率的边频带少;分布型的齿形误差,齿形分布误差是以360°为周期,即其在工作中产生的异常振动的频率也是以齿轮所在轴的转频为周期,同样会产生齿轮啮合频率及其谐波为载披频率,故障齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率的啮合频率调制现象,由于分布型故障一般不产生大的冲击振动,能量小,所以调制频率的边频带少。当齿形误差较严重时,会产生较大的冲击激励,此时能量较大,调制产生的边频带的幅值和宽度都较大,有时还会激励起齿轮的固有频率,产生齿轮共振调制现象,出现以齿轮固有频率为载波频率,故障齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率的啮合频率调制现象。

 

       当齿形误差严重时,由于激振能量较大,除产生啮合频率调制外,常会激励起齿轮固有频率,产生齿轮共振调制现象。

 

       由以上的分析可知,当产生齿形误差时,齿轮减速机箱体振动信号的主要特征表现为:

       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。一般的齿形误差产生的调制边频带窄,以一 阶转频调制为主,且边频带的幅值较小。当齿形误差严重时,由于激振能量较大,激励起齿轮固有频率,出现以齿轮各阶固有频率为载波频率,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。

       2.振动能量(包括有效值和峭度指标)有一定程度的增大。

       3.包络能量(包括有效值和峭度指标)有一定程度的增大。

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