行星齿轮故障振动测量实验分析报告.doc

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1、_机械与电气工程学院学院____级____专业姓名____学号_______…………………………（密）…………………………（封）………………………………（线）……………………………作业（论文）题目：行星齿轮故障诊断实验报告所修课程名称：机械故障诊断学任课教师：上课时间：布置作业（论文）日期：任课教师打分：一、前言11.概述12.齿轮常见故障形式及原因1（1）故障形式1（2）齿轮故障原因2（3）齿轮损伤形式原因对照表3二、齿轮故障特征信息41、啮合频率和谐波52、信号调制和边带分析5（1）幅值调制5（2）频率调制：6三、齿轮故障的诊断方法81、

2、齿轮的简易诊断方法82、倒频谱分析法8（1）倒频谱定义与数学原理8（2）倒频谱分析的优点93、细化谱分析法9（1）细化谱分析（ZOOM-FFT）定义：9（2）分析过程10（3）边带分析11四、实验分析121、实验对象设备12（1）实验对象12（2）实验行星齿轮箱中各啮合频率计算132、实验流程步骤133、Labview的软件程序编写和界面154、采集数据图17（1）齿轮正常的400r加载0.0的采集分析图17（2）、各种状态下获取数据的时域频域谱图和细化谱图19五、数据信号（实验）总结分析221、不同转速、加载、故障状态下数据分析222、实验

3、总结分析25行星齿轮故障测量诊断一、前言1.概述齿轮是常见的机械传动零件，由于它具有结构紧凑，效率高寿命长，工作可靠，理论传动比恒定不变和维护方便等优点，因而在机械传动的各个方面获得广泛应用。但是，齿轮传动也有它的主要缺点：不能缓和冲击作用。当制造不精确，材质不良，热处理不当，使用条件恶劣，安装不正确时，往往会引起较大的振动、噪声和断裂等故障。齿轮副多数安装在齿轮箱，在大型旋转机械中，既有减速用的齿轮箱，又有增速用的齿轮箱，它的工作状态好坏直接关系到整个机组能否正常运行，因此，要提高对机组的运行维护水平，需要重视对齿轮和齿轮箱的状态监测和故障

4、诊断。在齿轮箱的各类零件中，齿轮本身产生故障的比例最大，据统计其故障率达60%，其余零件中的故障率为：轴承19%，轴10%，箱体7%，紧固件3%，油封1%，而从引其故障原因分析，属于维护、操作不当又占了最大比重。2.齿轮常见故障形式及原因（1）故障形式a.齿面磨损润滑油不足或油质不清洁会造成齿面磨粒磨损，使齿廓改变，侧隙加大，以至由于齿轮过度减薄导致断齿。一般情况下，只有在润滑油中夹杂有磨粒时，才会在运行中引起齿面磨粒磨损；b.齿面胶合和擦伤对于重载和高速齿轮的传动，齿面工作区温度很高，一旦润滑条件不良，齿面间的油膜便会消失，一个齿面的金属会

5、熔焊在与之啮合的另一个齿面上，在齿面上形成垂直于节线的划痕状胶合。新齿轮未经磨合便投人使用时，常在某一局部产生这种现象，使齿轮擦伤；c.齿面接触疲劳齿轮在实际啮合过程中，既有相对滚动，又有相对滑动，而且相对滑动的摩擦力在节点两侧的方向相反，从而产生脉动载荷。载荷和脉动力的作用使齿轮表面层深处产生脉动循环变化的剪应力，当这种剪应力超过齿轮材料的疲劳极限时，接触表面将产生疲劳裂纹，随着裂纹的扩展，最终使齿面剥落小片金属，在齿面上形成小坑，称之为点蚀。当“点蚀”扩成片时，形成齿面上金属块剥落。此外，材质不均匀或局部擦伤，也容易在某一齿上首先出现接触

6、疲劳，产生剥落；d.弯曲疲劳与断齿在运行过程中承受载荷的轮齿，如同悬臂梁，其根部受到脉冲循环的弯曲应力作用最大，当这种周期性应力超过齿轮材料的疲劳极限时，会在根部产生裂纹，并逐步扩展，当剩余部分无法承受传动载荷时就会发生断齿现象。齿轮由于工作中严重的冲击、偏载以及材质不均匀也可能会引起断齿。断齿和点蚀是齿轮故障的主要形式。齿轮故障还可分为局部故障和分布故障。局部故障集中在一个或几个齿上，而分布故障则在齿轮各个轮齿上都有体现。（2）齿轮故障原因产生上述齿轮故障的原因较多，但从大量故障的分析统计结果来看，主要原因有以下几个方面：a.制造误差齿轮制

7、造误差主要有偏心、齿距偏差和齿形误差等；偏心是指齿轮（一般为旋转体）的几何中心和旋转中心不重合，齿距偏差是指齿轮的实际齿距与公称齿距有较大误差，而齿形误差是指渐开线齿廓有误差。b.装配不良齿轮装配不当会造成工作状态劣化。当一对互相啮合的齿轮轴不平行时，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，这种情况称为“一端接触”，会使齿的局部承受过大的载荷，有可能造成断齿；c.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，除了

8、油路堵塞、喷油孔堵塞外，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；d.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