《齿轮故障诊断》PPT课件

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1、2021/9/16齿轮故障诊断1齿轮故障诊断2021/9/16齿轮故障诊断2本章内容一、齿轮传动1.齿轮传动类型2.齿轮系3.齿轮传动特点二、齿轮主要失效形式1.轮齿折断2.轮齿表面的失效三、齿轮设计准则四、齿轮材料及其选择原则五、齿轮传动中其他影响因素六、齿轮传动中振动信息1.啮合频率及其谐频2.隐含成分3.边频带4.附加脉冲5.齿轮、轴等零件的谐振频率6.交叉调制成分七、齿轮故障诊断技术1.时域波形法2.时域参数分析法3.频谱分析法4.细化分析5.倒频谱分析法6.瞬间频率波动分析八、实例分析2021/9/16

2、齿轮故障诊断3一、齿轮传动齿轮传动是常用的一种传动方式在旋转机械中其故障约占10%有各种分析方法来诊断齿轮故障有各种诊断仪器来帮助诊断故障新技术还在发展中2021/9/16齿轮故障诊断4新技术还在发展中10-310-410-510-6CriticalDimentions(m)MiniatureMachiningMesoMachining&LIGASiSurfaceMicromachining2021/9/16齿轮故障诊断5标准渐开线齿轮啮合图2021/9/16齿轮故障诊断61.齿轮传动类型齿轮传动平面齿轮传动空间

3、齿轮传动直齿轮斜齿轮圆锥齿轮交错轴斜齿轮蜗轮蜗杆外啮合内啮合齿轮齿条平行轴斜齿轮人字齿轮常用齿轮传动机构oftenusedgearmechanism直齿轮传动spurgear斜齿轮传动helicalgear人字齿轮传动doublehelicalgear内直齿轮传动internalgear直齿锥齿轮传动bevel曲齿锥齿轮传动spiralbevelgear齿轮齿条传动rackandgeartransmission2021/9/16齿轮故障诊断7外啮合直齿轮内啮合直齿轮(1)两轴线平行的圆柱齿轮机构2021/9/16

4、齿轮故障诊断8斜齿圆柱齿轮人字齿圆柱齿轮齿轮齿条传动2021/9/16齿轮故障诊断9蜗轮蜗杆传动两轴相交错的斜齿圆柱齿轮机构(2)相交轴齿轮传动直齿圆锥齿轮传动(3)交错轴的齿轮机构2021/9/16齿轮故障诊断10由一系列齿轮组成的传动称为齿轮系。2.齿轮系2021/9/16齿轮故障诊断11122'344'5定轴轮系：当齿轮系转动时，若其中各齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定不动的。齿轮系分类(1)定轴轮系2021/9/16齿轮故障诊断12行星轮系：当齿轮系转动时，若其中至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮的固定

5、几何轴线运动。H123(2)行星轮系2021/9/16齿轮故障诊断13复合轮系:既有行星轮系又有定轴轮系或有若干个行星轮系组合而成的复杂轮系。12'34H2(3)复合轮系2021/9/16齿轮故障诊断143.齿轮传动特点可以传动空间任意轴间的运动与动力传动准确、平稳、效率高工作安全、可靠，使用寿命长齿轮传动机构应用于各行各业动力传递、运动分解、运动合成2021/9/16齿轮故障诊断15轮齿折断齿面损伤点蚀胶合齿面磨损塑性变形过载折断弯曲疲劳折断二、齿轮的主要失效形式轮齿损伤比例损伤类型断齿点蚀划痕磨损其它比例(%

6、)4131101082021/9/16齿轮故障诊断161.轮齿折断Fn现象:一个齿或多个齿的整体或局部断裂。折断发生在齿根处。原因：齿根弯曲应力大；齿根应力集中。措施：材料及热处理增大模数增大齿根圆角半径消除刀痕、喷丸、滚压处理增大轴及支承刚度(1)过载折断由于短时、过大或受到冲击载荷。无前兆，断裂处呈粗晶粒组织，一般多发生在事故中。2021/9/16齿轮故障诊断171）折断机理：受到重复载荷后，齿根处产生裂纹，并逐步扩展，当载荷的循环次数达到一定时，致使轮齿折断。判断：断裂处分为光滑区核晶粒粗糟区。2）弯曲折断

7、实例(3)提高抗折断措施增大齿根处的过度圆角，↑光洁度→应力集中↑支承及轴的刚度，使轮齿接触线上受载较为均匀增大轮芯的韧性，↑抗弯能力载齿根处施加适当的强化措施，使表面产生残余压应力，不易产生裂纹(2)弯曲疲劳折断2021/9/16齿轮故障诊断18(1)磨损磨料磨损：研磨磨损：外界的硬屑粒进入啮合面，多发生在开式传动。啮合面间的相互摩擦，由于齿轮啮合时除节点外，其他部分均存在相对滑动。2)磨损实例1)分类2.轮齿表面的失效2021/9/16齿轮故障诊断194)措施开式改闭式传动加润滑油并常更换↑齿面硬度采用适当

8、的组合材料3)原因：相对滑动齿面的磨损量与齿面的相对滑动量成正比，由于齿面上不同位置处的相对滑动量不同，所以磨损量也不同。(1)磨损齿面不均匀磨损，使磨损后齿形发生变化，不再满足恒定传动比传动条件，造成传动比不稳定，引起附加动载荷。齿面磨损使齿厚减薄，使齿根的抗弯曲疲劳强度降低，并使齿轮最终表现为齿根减薄后的弯曲疲劳折断。2021/9/16齿轮故障诊断20齿面材料在变化着