齿轮故障诊断ppt课件.ppt

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1、第4章齿轮故障诊断齿轮故障诊断齿轮常见故障齿轮振动故障的诊断齿轮故障噪声的诊断1.齿轮传动类型齿轮传动平面齿轮传动空间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人字齿圆柱齿轮(1)两轴线平行的圆柱齿轮机构斜齿圆柱齿轮齿轮齿条传动(2)相交轴齿轮传动直齿圆锥齿轮传动蜗轮蜗杆传动两轴相交错的斜齿圆柱齿轮机构(3)交错轴的齿轮机构由一系列齿轮组成的传动称为齿轮系。2.齿轮系122'344'5定轴轮系：当齿轮系转动时

2、，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)定轴轮系行星轮系：齿轮系转动时，其中至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮的固定几何轴线运动。H123(2)行星齿轮系复合轮系: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)复合轮系第4章齿轮故障诊断齿轮是最常见的机械传动零件优点：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

3、故障4.1齿轮常见故障第4章齿轮故障诊断在齿轮箱中的主要故障齿轮本身产生的故障比例最大，故障率达60%轴承占19%轴占10%箱体占7%紧固件占3%油封占1%维护、操作不当占最大比重！4.1齿轮常见故障第4章齿轮故障诊断齿轮的常见故障形式：齿的断裂，故障比例占41%齿面疲劳（点蚀），故障比例占31%齿的磨损，故障比例占10%齿面擦伤和划痕，故障比例占10%4.1齿轮常见故障第4章齿轮故障诊断齿的断裂：疲劳断裂（齿轮重复受载后由于应力集中产生的）在运行过程中承受载荷的轮齿，根部受到脉冲循环的弯曲应力作用最大，当这种周

4、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，最终导致齿的断裂。过负荷断裂由机械系统速度的急剧变化，轴系共振，轴承破损，轴的弯曲等原因，使齿轮产生不正常的一端接触，载荷集中到齿面的一端而引起的。齿的断裂是齿轮最严重的故障，常因此造成设备停机，或引起机器其他零部件的故障。4.1齿轮常见故障Fn第4章齿轮故障诊断齿面疲劳（点蚀、剥落）交变力产生疲劳裂纹﹥﹥高压润滑油促使裂纹扩展﹥﹥裂纹扩展导致齿表明金属剥落﹥﹥形成凹坑，称为“点蚀”。点蚀原因：齿表面硬度不够装配精度欠佳负载分布不均频繁起制动引起的过

5、载4.1齿轮常见故障第4章齿轮故障诊断齿的磨损：是指金属在整个齿面上连续不断地损耗，从而在齿面上产生金属的研磨状。齿的磨损类型：粘着磨损是指油膜被破坏而发生齿面金属的直接接触形成产生原因：低速、重载、高温、润滑油粘度太低、供油不足、齿面粗糙磨粒磨损原因：齿的工作面内进入直径大于30微米的磨粒、污物、金属屑末等发生部位：齿根、齿顶处的滑动接触部位腐蚀磨损润滑油中含有腐蚀性化学物质引起的化学反应，腐蚀将导致齿面损伤4.1齿轮常见故障第4章齿轮故障诊断齿面擦伤与划痕擦伤：齿表面接触部分瞬间温度升高，发生金属之间的胶合现

6、象。即一个齿面上的部分材料胶合到另一个齿面上，并在此留下坑穴，因而与后面的齿啮合时，这部分胶合的材料造成其他齿面的擦伤与沟痕。划痕：润滑不足，发生油膜破坏4.1齿轮常见故障第4章齿轮故障诊断将齿轮传动振动系统作为线性系统来考虑时，其力的平衡式为：4.2齿轮故障的振动机理式中:x—在齿面接触力作用下沿作用线产生的齿轮相对位移；M—齿轮副的等效质量，M=m1m2/(m1+m2)m1为小齿轮等效质量；m2为大齿轮等效质量；C—齿轮啮合阻尼；K(t)—齿轮啮合刚度，啮合刚度随时间t变化；δ1—齿轮受载后的平均弹性变形；δ

7、2—齿轮传动误差和故障激励所引起两齿轮间的相对位移。4.2.1齿轮传动的动态激励第4章齿轮故障诊断4.2齿轮故障的振动机理4.2.1齿轮传动的动态激励常规啮合激励，引起的振动量很小内部激励及外部激励共同产生，齿轮故障振动主要由该部分激励引起，称为齿轮的故障函数齿轮内部激励：轮齿在啮合过程中由于缺陷或故障产生的激励。原因：齿轮周节误差、齿形误差、齿轮偏心、不平衡、不对中、齿面疲劳、擦伤、磨损、断裂等齿轮外部激励：与齿轮本身无关，但也会影响齿轮的振动情况原因：滚动轴承故障的传递、负载力矩波动、摩擦离合器发生的摩擦激励

8、等第4章齿轮故障诊断4.2齿轮故障的振动机理4.2.1齿轮传动的动态激励齿轮常规激励及故障激励包括：刚度激励传动误差啮合冲击节线冲击啮合刚度是指整个啮合接触区中参与啮合的各对齿轮的综合刚度。啮合刚度的大小与齿轮的重合度有关在啮合过程中参与啮合的齿轮对数随时间作周期性变化，故轮齿啮合的综合刚度也随时间做周期性变化。斜齿轮啮合刚度激励比直尺轮小第4章齿轮故障诊断4.2齿轮故障