齒輪傳動是機械設備中*常用的傳動方式，廣泛應用于各行各業(yè)，作為傳遞運動和動力的齒輪裝置幾乎在任何大型設備中都具有重要的作用。齒輪失效又是誘發(fā)機器故障的重要因素，所以對齒輪箱準確的診斷，對降低設備維修費用、防止突發(fā)性事故、減少生產(chǎn)損失具有重要意義。

1. 齒輪振動故障形成原因

1.1 相互嚙合的一對齒輪，其輪齒的彈性剛度會發(fā)生周期性的變化。輪齒彈性剛度的變化使齒的彎曲量也隨之變化，便造成輪齒在進出嚙合區(qū)時發(fā)生互相碰撞，引起齒輪產(chǎn)生頻率等于嚙合頻率的振動和噪聲。

1.2 齒輪受到外界持續(xù)傳動力的作用，產(chǎn)生的瞬態(tài)自由振動，當故障非常嚴重時，往往還會激起的箱體自然頻率振動。

1.3齒面疲勞主要包括齒面點蝕與剝落。造成點蝕的原因，主要是由于工作表面的交變應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)別而無本質上的不同。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。

1.4當齒輪存在偏心、周節(jié)誤差、齒形誤差等缺陷時，齒輪便不能平穩(wěn)地運轉，或加速，或減速，使輪齒與輪齒發(fā)生碰撞，使齒面受到很大的動態(tài)附加載荷的作用而引起齒輪振動。

1.5齒輪副在嚙合傳遞運動時，主動輪的作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，*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)生的彎曲應力為*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，當輪齒重復受載后，由于應力集中現(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。斷齒將引起齒輪箱的強烈振動。

1.6當齒輪旋轉軸是用聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接的兩根軸組成時，如果兩根軸的中心線有偏移、成角或錯開等不同軸的情況下，將會發(fā)生低頻、高頻的嚙合頻率及其邊帶波振動。

2. 齒輪振動故障類型

齒輪箱是結構復雜的調(diào)速系統(tǒng)，包含齒輪、軸承、傳動軸、箱體等。其中箱體在整個系統(tǒng)中起支撐與密封作用，故障率較低；所以，故障主要集中發(fā)生在齒輪、軸承、轉動軸中。根據(jù)振動信號的特點，常見的故障形式有：齒輪的嚙合振動、齒輪的固有頻率振動、齒輪磨損引起的振動、齒輪不同軸引起的振動、齒輪局部異常引起的振動。