減速機的設(shè)備點檢畢業(yè)論文

1、河北機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計論文減速器的點檢 2016 屆 機械工程 系專 業(yè) 機電設(shè)備維修與管理 學 號 學生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期 2016 年 6 月 20 日目 錄第1章 設(shè)備點檢概述11.1 點檢的定義11.2點檢的分類及分工1按點檢的周期分1按分工劃分1按點檢方法劃分21.3日常點檢工作的主要內(nèi)容21.4 點檢管理的特點21.5點檢與傳統(tǒng)設(shè)備檢查的區(qū)別3第2章 減速器的基本概述及點檢要點42.1減速器的基本概述4減速器的簡介4減速器常見分類5減速器基本結(jié)構(gòu)62.2點檢要點62.3注意要點72.4禁止要點7第3章 齒輪副安裝要求83.1注意要點83.2禁止要點83.3柱齒輪的裝配的

2、基本要求83.4圓錐齒輪裝配的基本要求83.5蝸桿傳動裝配技術(shù)要求8第4章 齒輪接觸斑點檢查方法94.1檢查方法94.2注意要點104.3禁止要點10第5章 齒輪側(cè)隙檢查方法11第6章 減速器安裝及調(diào)整要點126.1安裝及調(diào)整要點126.2注意要點136.3禁止要點13第8章 齒輪故障頻譜分析實例148.1 齒輪失效形式14齒的斷裂14齒面磨損或劃痕14齒面疲勞(點蝕、剝落)15齒面塑性變形158.2齒輪的振動機理與信號特征16齒輪副的運動學分析16齒輪嚙合的特征頻率嚙合頻率178.3齒輪的故障分析方法17功率譜分析法17邊頻帶分析法188.4齒輪故障信號的頻域特征198.5齒輪故障與軸承故障

3、的差異：19致 謝20參考文獻21摘 要機電設(shè)備不僅是企業(yè)固定資產(chǎn)的重要組成部分，也是一個企業(yè)技術(shù)裝備水平的要標志， 是企業(yè)賴以正常生產(chǎn)經(jīng)營和參與市場競爭的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。設(shè)備一旦發(fā)生故障就會全面停機，影響到整個生產(chǎn)計劃，也給企業(yè)造成了重大的經(jīng)濟損失。針對這種情況，我們就需要改變生產(chǎn)設(shè)備的維修模式，由傳統(tǒng)的周期性計劃維修模式和事后檢修模式轉(zhuǎn)向點檢模式。這種模式能夠幫助人們準確預(yù)測設(shè)備的使用壽命，避免了周期性計劃檢修和事后維修的弊端，為設(shè)備的安全運行，降低設(shè)備事故，實現(xiàn)效益最大化奠定了基礎(chǔ)。本文主要通過介紹減速器這一設(shè)備的分類和結(jié)構(gòu)、論證減速器點檢要點、分析典型齒輪磨損的損傷實例等方式入手，來淺談

4、一下關(guān)于減速器的設(shè)備點檢。關(guān)鍵詞：機電設(shè)備 設(shè)備點檢 減速器 第1章 設(shè)備點檢概述設(shè)備點檢制度是以設(shè)備點檢為中心的設(shè)備管理制度。專職點檢人員負責設(shè)備的點檢，又負責設(shè)備管理，是操作和維修之間的橋梁與核心。點檢員對其管理區(qū)內(nèi)的設(shè)備 負有全權(quán)責任，嚴格遵守標準進行點檢，制定維修標準、編制點檢計劃、檢修計劃、管理檢修工程、編制材料計劃及維修費用的預(yù)算。點檢體系由五個方面組成：崗位操作人員的日常點檢；專業(yè)點檢人員的定期點檢；專業(yè)技術(shù)人員的精密點檢；專家的技術(shù)診斷和傾向性診斷；技術(shù)專家的精度測試檢查。為了維持生產(chǎn)設(shè)備的原有性能，通過人的五感（視、聽、嗅、味、觸）或簡單的工具、儀器，按照預(yù)先設(shè)定的周期和方法

5、，對設(shè)備上的規(guī)定部位（點）進行有無異常的預(yù)防性周密檢查的過程，以使設(shè)備的隱患和缺陷能夠得到早期的發(fā)現(xiàn)，早期預(yù)防，早期處理，這樣的設(shè)備檢查稱為點檢。1.1 點檢的定義 設(shè)備點檢是一種科學的設(shè)備管理方法，它是利用人的五官或簡單的儀器工具，對設(shè)備進行定點、定期的檢查，對照標準發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異?，F(xiàn)象和隱患，掌握設(shè)備故障的初期信息，以便及時采取對策，將故障消滅在萌芽階段的一種管理方法。K/H!KzAW點檢制是在設(shè)備運行階段開展的一種以點檢為核心的現(xiàn)代維修管理體系，稱作設(shè)備全員維修（TPM），它強調(diào)的是設(shè)備的動態(tài)管理。 1.2點檢的分類及分工按點檢的周期分：    1. 日常點檢

6、由崗位操作工或崗位維修工承擔。    2. 短周期點檢由專職點檢員承擔。    3. 長周期點檢由專職點檢員提出，委托檢修部門實施。    4. 精密點檢由專職點檢員提出，委托技術(shù)部門或檢修部門實施。    5. 重點點檢當設(shè)備發(fā)生疑點時，對設(shè)備進行的解體檢查或精密點檢。  按分工劃分1. 操作點檢由崗位操作工承擔。 2. 專業(yè)點檢由專業(yè)點檢、維修人員承擔。  按點檢方法劃分       

7、; 1. 解體點檢。        2. 非解體點檢。1.3日常點檢工作的主要內(nèi)容   1. 設(shè)備點檢依靠五感（視、聽、嗅、味、觸）進行檢查；   2. 小修理小零件的修理和更換；   3. 緊固、調(diào)整彈簧、皮帶、螺栓、制動器及限位器等的緊固和調(diào)整；   4. 清掃隧道、地溝、工作臺及各設(shè)備的非解體清掃；   5. 給油脂給油裝置的補油和給油部位的加油；   

8、;6. 排水集汽包、儲氣罐等排水；   7. 使用記錄點檢內(nèi)容及檢查結(jié)果作記錄。1.4 點檢管理的特點設(shè)備點檢管理完全改變了傳統(tǒng)設(shè)備檢查的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)，改變了業(yè)務(wù)層次和業(yè)務(wù)流程，是一種不同的基礎(chǔ)管理形式。其主要特點如下： 1. 實行全員管理 TPM是點檢工作的基礎(chǔ)，是點檢制的基本特征。沒有生產(chǎn)工人參加的日常點檢活動，就不能稱之為點檢制。 2. 專職點檢員按區(qū)域分工進行管理 機械、電氣、儀表3個專業(yè)，按工作量大小實行區(qū)域分工，這是點檢制的實體，點檢制的核心和點檢活動的主題。 Y'O1Sj7n!N 3.點檢員是管理者 "m?t,7E4Q8II/c 點檢制

9、的精髓是管理職能中心的下移，把對設(shè)備管理的全部職能按區(qū)域分工的原則落實到點檢員。 $E:V*S&J(x1N(d 4. 點檢是一整套科學的管理工程 hW&FF(gKfD'e 點檢是按照嚴密的規(guī)程標準體系進行管理的。沒有點檢的4大標準，就不能科學的進行點檢，這是點檢的科學依據(jù)。 -5q!|k4D2v.k 5. 點檢是動態(tài)管理1.5點檢與傳統(tǒng)設(shè)備檢查的區(qū)別點檢是一種管理方法，而傳統(tǒng)的設(shè)備檢查僅是一種檢查方法，兩者在如下幾個方面有明顯的區(qū)別： 1.定人 2.定點 3.定量 4.定周期 5.定標準 6.定“點檢計劃表” 7.定記錄 8.定“檢修業(yè)務(wù)流程” 第2章 減速器的基本概述

10、及點檢要點2.1減速器的基本概述減速器的簡介減速器是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在某些場合也用來增速，稱為增速器。 選用減速器時應(yīng)根據(jù)工作機的選用條件，技術(shù)參數(shù)，動力機的性能，經(jīng)濟性等因素，比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸，傳動效率，承載能力，質(zhì)量，價格等，選擇最適合的減速器。減速器是一種相對精密的機械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。圖2-1 常見見的減速器2.1.2減速器常見分類表2-1 減速器的常見分類方法分類方法減速器類型傳動類型齒輪減速器、蝸桿減速器、行星減速器以及組合的減速器傳動級數(shù)單級和多級減速器齒輪形狀圓柱齒輪、圓錐齒輪和

11、圓錐一圓柱齒輪減速器布置形式展開式、分流式和同軸式圖2-2 齒輪傳動的分類2.1.3減速器基本結(jié)構(gòu)減速器主要由傳動零件（齒輪或蝸桿）、軸、軸承、箱體 及附件所組成，下圖為基本構(gòu)造樣例：2.2點檢要點要點一、減速器箱體是常見的一種齒輪箱體，將鑄造結(jié)構(gòu) 改為焊接結(jié)構(gòu)是箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計的趨勢，采用焊接結(jié)構(gòu)可以使 齒輪箱制造成本降低，結(jié)構(gòu)緊湊，對于重載齒輪箱要重視其 焊縫的檢查。要點二、檢查減速器運轉(zhuǎn)中的異音情況，在使用聽音棒點 檢軸承部位時，注意運轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化。要點三、軸承溫升檢查，可以通地手感方式，也可以通過 簡易測溫筆測量軸承座部位，判定軸承溫度不得超過環(huán)境溫 度+40攝氏度，如不正常應(yīng)停機檢修。要

12、點四、軸承振動檢查，要求在軸承座部位測量，可以通過 簡易的測振筆進行測量，一般測量振動速度：從軸向、垂直、 水平三個方向測量。有些重要減速器有溫度和振動在線檢測 裝置，一是記錄各次點檢數(shù)值，二是進行數(shù)據(jù)比較，包括歷史數(shù)據(jù)和同類機組數(shù)據(jù)比較，根據(jù)實際工況調(diào)整報警值，有波動和異常及時反饋。要點五、潤滑油位的檢查。油標尺、透明窗式油標等是常 見的油位檢查裝置。油標尺上的刻度表示應(yīng)加潤滑油的范圍， 在檢查油位時應(yīng)清理其外部的積灰、油污，防止污染潤滑油； 透明窗式油標上也標記油位范圍，可以在靜止、運轉(zhuǎn)狀態(tài)檢查， 注意透明窗式油標容易模糊，需要及時清洗或者更換。要點六、減速器工作時，潤滑油溫不得超過環(huán)境溫

13、度+35攝 氏度，潤滑油出現(xiàn)渾濁等現(xiàn)象，應(yīng)及時更換油。對于重要的、 大型的減速器還可以根據(jù)有關(guān)潤滑油的管理規(guī)定進行理化性能、 清潔度檢測。要點七、強制循環(huán)冷卻裝置的檢查。必須檢查潤滑油泵站輸 出的壓力、總流量和各個潤滑點的給油量，同時要求減速器各 個潤滑點供油量的平衡，可以通過閥門調(diào)節(jié)。要點八、采用通氣塞、通氣罩及空氣過濾器，可以防止減 速機箱體內(nèi)壓力升高，防止外界灰塵進入箱體，要求定期清理 積垢和更換空氣過濾器。要點九、定期打開減速器檢查孔，直接觀察齒輪的嚙合情 況，如齒面磨損、有無點蝕、擦傷、膠合等，平時檢查孔的蓋 板用螺釘固定在箱蓋上。要點十、定期解體檢查中，齒輪要求用磁粉或者著色探傷

14、等方法檢查其狀態(tài)，磁粉探傷后要消磁處理，將剩磁減小到指 定的限度；同時其他各部件都要做相應(yīng)檢查。要點十一、當減速器在運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)噪音、振動較大時，建議檢查。要點十三、當減速器潤滑油、軸承溫升異常時，應(yīng)檢查： 潤滑油狀態(tài)，包括粘度、給油量等；軸承游隙。2.3注意要點要點一、如果沒有特別的要求，齒輪應(yīng)選擇著色探傷方法； 要點二、應(yīng)用磁粉探傷方法，剩磁感應(yīng)強度應(yīng)低于0.3mT(特斯拉).2.4禁止要點要點一、減速器運轉(zhuǎn)時，禁止點檢接觸旋轉(zhuǎn)部位； 要點二、減速器油池內(nèi)最高溫度禁止超過80。第3章 齒輪副安裝要求3.1注意要點要點一、如果沒有特別的要求，齒輪應(yīng)選擇著色探傷方法； 要點二、應(yīng)用磁粉探傷方法，

15、剩磁感應(yīng)強度應(yīng)低于0.3mT(特斯拉).3.2禁止要點要點一、減速器運轉(zhuǎn)時，禁止點檢接觸旋轉(zhuǎn)部位； 要點二、減速器油池內(nèi)最高溫度禁止超過80。3.3柱齒輪的裝配的基本要求1. 齒輪與軸裝配適當，不得有偏心和歪斜； 2. 保證齒輪副準確的中心距和齒側(cè)間隙； 3. 保證正確的接觸部位和面積； 4. 精度要求高的齒輪傳動，檢查齒的徑向及端面跳動；5. 直徑大、轉(zhuǎn)速高的齒輪裝配，還應(yīng)作動平衡檢查。3.4圓錐齒輪裝配的基本要求圓錐齒輪裝配時，小齒輪軸向定位以小齒輪基準面（大端 端面）至大齒輪軸的距離來決定，大齒輪一般以側(cè)隙決定軸 向位置。接觸斑點的調(diào)整主要考慮齒輪接觸區(qū)位置，其次考慮側(cè)隙。3.5蝸桿傳動

16、裝配技術(shù)要求1. 蝸桿軸心線與蝸輪心線互相垂直，中心距正確；2.適當?shù)膫?cè)隙和接觸斑點。第4章 齒輪接觸斑點檢查方法4.1檢查方法1、空載盤動嚙合著色法，即在裝配好的減速器齒輪面擦洗干 凈后，在小齒輪1/3輪齒（不少于5個齒）的齒面上，均勻地涂 以適當厚度的CT-1、CT-2或其他符合齒輪接觸精度檢驗規(guī)定的 薄膜涂料，盤動輸入軸使齒輪副相互嚙合，直至齒面上著色痕 跡充分地呈現(xiàn)出來，但盤動小齒輪不得轉(zhuǎn)過一圈。2、圓柱齒輪、錐齒輪、蝸桿蝸輪傳動齒輪接觸斑點都是按照 接觸痕跡在齒面展開圖上的百分比計算圖4-1 齒輪傳動的分類沿齒長方向:接觸痕跡的長度b(扣除超過模數(shù)值的斷開部分c) 與工作長度b之比的

17、百分數(shù),即:(b-C)/b×100%或b/b×100%沿齒高方向:接觸痕跡的平均高度h與工作高度h之比的百分數(shù),即： h/h× 100%4.2注意要點要點一、對于圓柱齒輪副傳動，接觸斑點的分布位置趨近齒 面中部，齒頂和兩端部棱邊處不允許接觸；括號內(nèi)數(shù)值用于軸 向重合度大于0.8的斜齒輪。要點二、對于6級精度以上的蝸桿蝸輪副傳動，接觸斑點在 齒高方向無斷缺，不允許成帶狀條紋。接觸斑點分布位置趨近 齒面中部，允許略偏于嚙入端。在齒頂、嚙入嚙出端棱邊不允 許接觸。要點三、對于7級精度以下的蝸桿蝸輪副傳動，接觸斑點痕 跡應(yīng)偏于嚙出端，但不允許齒頂、嚙入嚙出端棱邊接觸。要點

18、四、接觸斑點給出齒長方向配合不準確的程度和齒廓不 準確性的程度，有助于評估載荷的可能分布。在實際現(xiàn)場空載條件調(diào)整過程中，接觸面積有所減小，接觸位置可能偏移，接觸斑點的判斷都只能近似的，并且依賴于點檢人員的經(jīng)驗。要點五、接觸斑點檢查時，以小齒面上涂料被粘去的痕跡或大齒輪面上接觸著色痕跡為準，并取其中痕跡最小的一個齒評定接觸斑點值；4.3禁止要點禁止輪齒的齒頂和兩端部棱邊處接觸。第5章 齒輪側(cè)隙檢查方法齒輪側(cè)隙檢查方法主要有以下幾種：1. 用塞尺檢查法測量齒側(cè)間隙時，將輪齒的工作面靠，直接 用塞尺測量側(cè)隙，讀出測量數(shù)值并記錄。2. 采用壓鉛方法檢查時，在齒長方向上至少放置2條熔斷絲， 熔斷絲的直徑

19、不宜大于規(guī)定最小側(cè)隙的4倍，長度不小于3個 齒，測量最薄處的厚度即為齒輪副的側(cè)隙。3. 采用百分表（千分表）檢查時，將一個齒輪固定，在另一個 齒輪1上裝夾緊桿2（有的可以直接借助于轉(zhuǎn)臂），然后倒順轉(zhuǎn)動 與百分表接觸的齒輪，得到表針擺動讀數(shù)C；根據(jù)分度圓半徑R和測量點的中心距L，可以求出側(cè)隙為：j=C×R/L圖5-1百分表檢查齒輪側(cè)隙4. 對于安裝好的齒輪（蝸桿）副，固 定其中一個齒輪（蝸桿），千分表測頭 垂直于另一個齒輪（蝸輪）齒面上任一 點，并晃動該齒輪（蝸輪），指針的擺 動量就是側(cè)隙（直接測量）。第6章 減速器安裝及調(diào)整要點6.1安裝及調(diào)整要點要點一、安裝前，用煤油清洗各零件（污

20、物包括油污、水分、 鐵銹、殘留密封膠等），對銹蝕較嚴重的可用0.5%苛性鈉液 清洗,然后用清水清洗并吹擦干凈。重裝后必須保持原有的裝配 情況。要點二、壓裝聯(lián)軸器時，要求受力點軸上，以免軸承和機體 受力而引起變形和破裂，此外聯(lián)軸器可以油中加熱進行熱裝。要點三、減速器大多采用斜齒輪，因此采用圓錐滾子軸承或 調(diào)心滾子軸承。圓錐滾子軸承承受軸向力的能力強，但調(diào)整軸 向間隙較麻煩；調(diào)心滾子軸承對軸向力敏感，但安裝調(diào)整較方 便。減速器的軸向間隙調(diào)整：用單列深溝球（柱）軸承時，調(diào)整方法是在軸承端蓋位置 增減調(diào)整環(huán)厚度，當調(diào)整環(huán)放好后，壓緊端蓋測量軸承的徑向 間隙，直至間隙滿足軸承使用要求；用圓錐滾子軸承時，

21、調(diào)整方法是把調(diào)整螺釘擰緊（軸向總 間隙為零）后，再反轉(zhuǎn)1/12圈（即回轉(zhuǎn)30度左右），然后用防 松墊圈固定。也可以測量軸承的徑向間隙。要點四、安裝前應(yīng)清除基礎(chǔ)支承面上的臟物，對混凝土基礎(chǔ)必 須鏟毛，基礎(chǔ)外形、標高及連接尺寸應(yīng)符合設(shè)計要求。 要點五、校準中心線、標高、水平度和相連接部件，使軸線誤 差不應(yīng)超出聯(lián)軸器所允許的偏差范圍。 要點六、當減速器與主機、電機在同一鋼鐵基礎(chǔ)上，可用鋼板 調(diào)整；當在混凝土基礎(chǔ)上，可用水平儀和鋼板調(diào)整。也可用帶 5度角的楔形鐵調(diào)整，但調(diào)整后必須更換為平鋼鋼板，墊板應(yīng) 對稱放置在地腳螺栓兩旁。 要點七、減速器的輸入、輸出軸都設(shè)置了密封圈，最常見的是 旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈。

22、對于減速器輸入、輸出軸密封處的粗糙度 不能超過RA0.82.5m, 密封圈接觸的軸表面不允許有螺旋形機加工痕跡;減速器腔體內(nèi)孔尺寸公差不超過H8,表面粗糙度不能 超過Ra12.5 m, 。要點八、對于齒輪圓周速度V12m/s，蝸桿圓周速度 V10m/s，齒輪浸油深度按照如下原則判斷：單級減速器，大齒輪浸油深度為12個齒高；多級減速器，各級大齒輪均應(yīng)浸入油中。高速級大齒輪浸油深度為0.7齒高,但一般不應(yīng)超過10mm;當齒輪圓周速度想當 低時(0.50.8m/s),浸油深度可增加到高速級齒輪半徑的1/6 ；圓錐齒輪減速器，大齒輪的整個齒長應(yīng)浸入油中； 當蝸輪在蝸桿下面時，油面可以在一個齒高到蝸輪中

23、心線的范圍間變化，速度愈高浸 油要淺。當速度低時，浸油深度 可深些；當蝸輪在蝸桿上面時，油面可保持在蝸桿中心線以下；行星減速器油面高度規(guī)定比內(nèi)齒輪齒頂高25倍的模數(shù)。6.2注意要點要點一、減速器用楔形鐵調(diào)整時應(yīng)成對使用； 要點二、減速器安裝時，在高度方向疊起的墊板不應(yīng)超過3塊；要點三、減速器輸入輸出軸密封唇口應(yīng)光滑、平整，不允許出 現(xiàn)雜質(zhì)、氣泡、流痕、缺膠、凹凸、裂紋缺陷； 要點四、減速器的密封種類很多，也在不斷發(fā)展，因此在選擇 減速器的密封時必須充分考慮工況條件，同時安裝時嚴格按照 使用要求進行； 要點五、軸向間隙調(diào)整時，同一位置上調(diào)整環(huán)數(shù)量不得超過2 個； 要點六、對于軸向竄動量要求很高的

24、減速器齒輪軸，在安裝時 必須嚴格控制。6.3禁止要點禁止檢修工具、回絲、抹布等東西進入箱體第8章 齒輪故障頻譜分析實例8.1 齒輪失效形式齒輪的各種損傷發(fā)生概率：齒的斷裂41%，齒面疲勞31%，齒面磨 損10%，齒面劃痕10%，其他故障如塑性變形、化學腐蝕、異物嵌入等8%。8.1.1齒的斷裂輪副在嚙合傳遞運動時，主動輪的用力和從動輪的反作用力都通過接觸點分別作用在對 方輪齒上，最危險的情況是接觸點某一瞬間位于 輪齒的齒頂部，此時輪齒如同一個懸臂梁，受載 后齒根處產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力為最大，若因突然過載 或沖擊過載，很容易在齒根處產(chǎn)生過載荷斷裂。 即使不存在沖擊過載的受力工況，當輪齒重復(fù)受 載后，由于

25、應(yīng)力集中現(xiàn)象，也易產(chǎn)生疲勞裂紋， 并逐步擴展，致使輪齒在齒根處產(chǎn)生疲勞斷裂。 另外，淬火裂紋、磨削裂紋和嚴重磨損后齒厚過 分減薄時在輪齒的任意部位都可能產(chǎn)生斷裂。輪齒的斷裂是齒輪的最嚴重的故障，常因此 造成設(shè)備停機。8.1.2齒面磨損或劃痕1、粘著磨損在低速、重載、高溫、齒面粗糙度差、供油不足或油粘度 太低等情況下，油膜易被破壞而發(fā)生粘著磨損。潤滑油的粘度高，有利 于防止粘著磨損的發(fā)生。2、磨粒磨損與劃痕 含有雜質(zhì)顆粒以及在開式齒輪傳動中的外來砂粒或 在摩擦過程中產(chǎn)生的金屬磨屑，都可以產(chǎn)生磨粒磨損與劃痕。一般齒頂 、齒根問好摩擦較節(jié)圓部嚴重，這是因為齒輪嚙合過程中節(jié)圓處為滾動 接觸，而齒頂、齒

26、根為滑動接觸。3、腐蝕磨損 由于潤滑油中的一些化學物質(zhì)如酸、堿或水等污染物與齒 面發(fā)生化學反應(yīng)造成金屬的腐蝕而導(dǎo)致齒面損傷。4、燒傷燒傷是由于過載、超速或不充分的潤滑引起的過分摩擦所產(chǎn)生的局部區(qū)域過熱，這種溫度升高足以引起變色和過時效，會使鋼的幾微米厚表面層重新淬火，出現(xiàn)白層。損傷的表面容易產(chǎn)生疲勞裂紋。5、齒面膠合 大功率軟齒面或高速重載的齒輪傳動，當潤滑條件不良時易產(chǎn)生齒面膠合（咬焊）破壞，即一齒面上的部分材料膠合到另一齒面上而在此齒面上留下坑穴，在后續(xù)的嚙合傳動中，這部分膠合上的多余材料很容易造成其他齒面的擦傷溝痕，形成惡性循環(huán)。8.1.3齒面疲勞(點蝕、剝落)所謂齒面疲勞主要包括齒面點

27、蝕與剝落。造成點蝕的原因，主要是由 于工作表面的交變應(yīng)力引起的微觀疲勞裂紋，潤滑油進入裂紋后，由 于嚙合過程可能先封閉入口然后擠壓，微觀疲勞裂紋內(nèi)的潤滑油在高 壓下使裂紋擴展，結(jié)果小塊金屬從齒面上脫落，留下一個小坑，形成 點蝕。如果表面的疲勞裂紋擴展得較深、較遠或一系列小坑由于坑間 材料失效而連接起來，造成大面積或大塊金屬脫落，這種現(xiàn)象則稱為 剝落。剝落與嚴重點蝕只有程度上的區(qū)別而無本質(zhì)上的不同。 實驗表明，在閉式齒輪傳動中， 點蝕是最普遍的破壞形式。在開式齒 輪傳動中，由于潤滑不夠充分以及進 入污物的可能性增多，磨粒磨損總是 先于點蝕破壞。8.1.4齒面塑性變形軟齒面齒輪傳遞載荷過大（或在大

28、沖擊載荷下）時， 易產(chǎn)生齒面塑性變形。在齒面間過大的摩擦力作用下，齒 面接觸應(yīng)力會超過材料的抗剪強度，齒面材料進入塑性狀 態(tài)，造成齒面金屬的塑性流動，使主動輪節(jié)圓附近齒面形成凹溝， 從動輪節(jié)圓附近齒面形成凸棱，從而破壞了正確的齒形。有時可在某些類型的齒輪的從動齒 面上出現(xiàn)“飛邊”，嚴重時擠出的金屬充滿頂隙，引起劇 烈振動，甚至發(fā)生斷裂。8.2齒輪的振動機理與信號特征8.2.1齒輪副的運動學分析 齒輪傳動系統(tǒng)是一個彈性的機械系統(tǒng)， 由于結(jié)構(gòu)和運動關(guān)系的原因，存在著運動和力的非平穩(wěn)性。圖8-3是齒輪副的運動學分析示意圖。圖中O1是主動輪的軸心，O2是 被動輪的軸心。假定主動輪以1作勻角速度運動，A

29、、B 分別為兩個嚙合點，則有O1A> O1B，即A 點的線速度VA大于B點的線速度VB。而O2A<O2B，從理論上有2VB/O2B、3VA/O2A ，則2<3。然而A、B又是被動輪的嚙合點， 當齒輪副只有一個嚙合點時，隨著嚙合點沿嚙合線移動，被動輪的角速度存在波動；當有兩個嚙合點時，因為只能有一個角速度，因而在嚙合的輪齒上產(chǎn)生彈性變形，這個彈性變形力隨嚙合點的位置、輪齒的剛度以及嚙合的 進入和脫開而變化，是一個隨時間變化的力FC（t）。圖8-3.齒輪副的運動學分析8.2.2齒輪嚙合的特征頻率嚙合頻率從這個意義上說：齒輪傳動系統(tǒng)的嚙合振動是不可避免的。振動的 頻率就是嚙合頻率。

30、也就是齒輪的特征頻率，其計算公式如下：齒輪一階嚙合頻率fC0 (n/60)*z嚙合頻率的高次諧波 fCii×fCD i=2、3、4、 n 其中：N齒輪軸的轉(zhuǎn)速（r/min）z齒輪的齒數(shù)8.2.3齒輪嚙合的特征頻率邊頻帶由于傳遞的扭矩隨著嚙合而改變，該扭矩作用到轉(zhuǎn)軸上，使轉(zhuǎn)軸 發(fā)生扭振。由于在轉(zhuǎn)軸上存在鍵槽等非均布結(jié)構(gòu)，使得軸的各向剛度 不同，因此，剛度變動的周期與軸的周轉(zhuǎn)時間一致，激發(fā)的扭振振幅 也就按轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動頻率變動。這個扭振對齒輪的嚙合振動產(chǎn)生了調(diào)制作用，從而在齒輪嚙合頻 率的兩邊產(chǎn)生出以軸頻為間隔的邊頻帶。邊頻帶也是齒輪振動的特征頻率，嚙合的異常狀況反映到邊頻帶 ，造成邊頻帶

31、的分布和形態(tài)都發(fā)生改變?？梢哉f：邊頻帶包含了齒輪 故障的豐富信息。此外齒輪制造時所具有的：偏心誤差、周節(jié)誤差、齒形誤差、裝 配誤差等都能影響齒輪的振動。所以在監(jiān)測低精度齒輪的振動時，要 考慮這些誤差的影響。從故障診斷的實用方面來看，只要齒輪的振動異常超標，就是有 故障，就需要處理或更換。所以大多數(shù)情況下，并不需要辨別是哪種 誤差所引起，只需判定能否繼續(xù)使用。8.3齒輪的故障分析方法8.3.1功率譜分析法功率譜分析可確定齒輪振動信號的頻率構(gòu)成和振動能量在各頻率成分 上的分布，是一種重要的頻域分析方法。幅值譜也能進行類似的分析，但由于功率譜是幅值的平方關(guān)系，所以 功率譜比幅值譜更能突出嚙合頻率及其

32、諧波等線狀譜成分而減少了隨機振 動信號引起的一些“毛刺”現(xiàn)象。應(yīng)用功率譜分析時，頻率軸橫坐標可采取線性坐標或?qū)?shù)坐標.對數(shù)坐標（恒百分比帶寬）適合故障概括的檢測和預(yù)報，對噪聲的分 析與人耳的響應(yīng)接近；但對于齒輪系統(tǒng)由于有較多的邊頻成分，采用線性坐標（恒帶寬）會 更有效。 注： 圖為某齒輪箱的功率譜，分別用線性坐標和對數(shù)坐標繪出， 無疑使用線性坐標效果要好得多。8.3.2邊頻帶分析法邊頻帶成分包含有豐富的齒輪故障信 息，要提取邊頻帶信 息，在頻譜分析時必 須有足夠高的頻率分 辨率。當邊頻帶譜線 的間隔小于頻率分辨 率時，或譜線間隔不 均勻，都阻礙邊頻帶 的分析，必要時應(yīng)對 感興趣的頻段進行頻 率細化分析(ZOOM分 析)，以準確測定邊頻 帶間隔，見圖。工程實際應(yīng)用的頻譜圖a) 幅值譜 b) 細化后的邊頻帶邊頻帶出現(xiàn)的機理是齒輪嚙合頻率fz的振動受到了齒輪旋轉(zhuǎn)頻率fr的 調(diào)制而產(chǎn)生，邊頻帶的形狀和分布包含了豐富的齒面狀況信息。一般從兩方面進行邊頻帶分析:一是利用邊頻帶的頻率對稱性，找出 fz