齒輪箱系統(tǒng)包含齒輪、傳動(dòng)軸、軸承和箱體結(jié)構(gòu)等。其中，箱體結(jié)構(gòu)在整個(gè)系統(tǒng)起支承與密封作用，其出現(xiàn)故障的概率很低，所以，在齒輪箱中，故障主要發(fā)生在齒輪、傳動(dòng)軸和軸承中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，齒輪、軸和滾動(dòng)軸承故障占齒輪箱故障的90%以上。
在齒輪箱的故障診斷中，一般只需給出是否產(chǎn)生故障和故障發(fā)生的位置。根據(jù)振動(dòng)信號(hào)的特點(diǎn)，一般常見(jiàn)的典型故障形式有:
齒形誤差是指齒輪齒形偏離理想的齒廓線，其中包括制造誤差、安裝誤差和服役后產(chǎn)生的誤差。這里主要指在齒輪投入使用后產(chǎn)生的齒形誤差，包括齒面塑性變形、表面不均勻磨損和表面疲勞等。斷齒也造成齒形誤差，但由于其振動(dòng)信號(hào)的特征與這些齒形誤差有著明顯的差異，所以把它列為單獨(dú)的故障形式，以便于故障診斷。
齒輪均勻磨損主要是指齒輪投入使用后在嚙合過(guò)程中出現(xiàn)的材料摩擦損傷的現(xiàn)象，主要包括磨粒均勻磨損和腐蝕均勻磨損。齒輪輪齒均勻磨損時(shí)不會(huì)造成嚴(yán)重的齒形誤差，其振動(dòng)信號(hào)的特征也大有差別，所以不歸結(jié)為齒形誤差。
軸不對(duì)中主要是指聯(lián)軸器兩端的軸由于設(shè)計(jì)、制造、安裝或者使用過(guò)程中的問(wèn)題，使軸系雖平行但不對(duì)中，造成軸上的齒輪產(chǎn)生分布類型的齒形誤差。振動(dòng)信號(hào)與單一齒輪齒形誤差不同的是，軸不對(duì)中時(shí)所有軸上的齒輪均會(huì)產(chǎn)生齒形誤差而導(dǎo)致信號(hào)的調(diào)制現(xiàn)象。
斷齒是齒輪比較嚴(yán)重的一種故障，主要有疲勞斷齒和過(guò)載斷齒兩種形式，其中大多數(shù)為疲勞斷齒。斷齒時(shí)其振動(dòng)信號(hào)沖擊能量大，不同于齒形誤差和齒輪均勻磨損。
箱體共振是由沖擊能量激勵(lì)起齒輪箱箱體的固有頻率而產(chǎn)生的共振現(xiàn)象。箱體共振產(chǎn)生很大的沖擊振動(dòng)能量，是一種非常嚴(yán)重的故障，一般是由箱體的外部激勵(lì)而引起的。
齒輪箱中軸也經(jīng)常產(chǎn)生故障。當(dāng)軸產(chǎn)生輕度彎曲時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致該軸上的齒輪產(chǎn)生齒形誤差。與單一齒輪齒形誤差故障不同的是，軸彎曲時(shí)該軸上所有齒輪均會(huì)產(chǎn)生較大的齒形誤差。
軸嚴(yán)重彎曲是齒輪箱的一種較為嚴(yán)重的故障形式。當(dāng)軸發(fā)生嚴(yán)重彎曲時(shí)，將產(chǎn)生較大沖擊能量，造成嚴(yán)重的后果，其振動(dòng)信號(hào)也不同于輕度彎曲。
軸不平衡是齒輪箱中軸的一種典型故障。所謂不平衡，是指軸由于偏心的存在而引起的不平衡的振動(dòng)，這種偏心可以是由于制造、安裝和投入使用后的變形產(chǎn)生。當(dāng)產(chǎn)生軸不平衡時(shí)，在齒輪傳動(dòng)中也將導(dǎo)致齒形誤差，但這種故障與單純的齒形誤差有著明顯的區(qū)別。
軸向竄動(dòng)主要發(fā)生在使用斜齒輪的情況下，當(dāng)同一軸上有兩個(gè)同時(shí)參與嚙合的斜齒輪，而軸向又沒(méi)有很好的定位與鎖定裝置時(shí)，有時(shí)就會(huì)發(fā)生軸向竄動(dòng)現(xiàn)象，這主要是由于其軸向受力不平衡造成的。軸向竄動(dòng)將嚴(yán)重影響齒輪傳動(dòng)的精度和平穩(wěn)性，還可能造成齒輪輪齒端面的沖擊磨損，是一種較為嚴(yán)重的故障。
齒輪箱中滾動(dòng)軸承的典型故障為內(nèi)、外環(huán)和滾動(dòng)體的疲勞剝落和點(diǎn)蝕。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)、外環(huán)和滾動(dòng)體在接觸過(guò)程中會(huì)發(fā)生機(jī)械沖擊，產(chǎn)生被稱為沖擊脈沖的變動(dòng)幅度較大的力，齒輪箱中滾動(dòng)軸承發(fā)生故障時(shí)，其能量較齒輪產(chǎn)生的振動(dòng)能量小得多，因而是診斷的難點(diǎn)之一。
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