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齿轮故障的振动诊断及案例分析齿轮故障的振动诊断及案例分析振动案例齿轮传动的常见故障有齿断裂，齿磨损，齿面疲劳，点蚀( 剥落) 和齿轮安装不当。
由结构和工作时受力条件决定，齿轮传动的振动信号较为复杂，故障诊断需同时进行时域与频域分析。
齿轮工作过程中的故障信号频率基本表现为两部分，一为啮合频率及其谐波（高频部分) 构成的载波信号；二为低频成分的幅值和相位变化所构成的调制信号。
1、啮合频率及其谐波当轮齿进入或脱离啮合时，载荷和刚度均突然增大或减小，形成啮合冲击。
齿轮啮合频率为F m=f1·z1=f2·z2当齿轮出现故障时，将引起啮合频率及其各次谐波幅值的变化。
2、幅值调制和频率调制所构成的边频带（1）幅值调制，幅值调制相当于两个信号在时域上相乘，假定载波信号为 g(t ) 调制信号为e(t) 则调制后的时域总信号为X(t)=g(t)·e(t)将上式转换到频域上, 则为X(f)=g(f)·e(f)通常幅度调制的调制频率为旋转频率。
（2）频率调制，齿轮的转速波动，若载波信号为Asin(2∏f m t+Φ0)，调制信号为βsin2∏f m t；频率调制可表示为X(t)=Asin[2∏f m t+βsin(2∏f r t)+ Φ0] 频率调制不仅产生围绕啮合频率f m的一族边频带，而且在相位信号中产生一个正弦波，通常频率调制的频率为分度不均匀齿轮的转频，实际上，齿轮故障中调幅与调频现象可能同时存在，因而在频谱上得到调幅与调频综合影响下形成的边频带。
3、由齿轮转频的低次谐波构成的附加脉冲齿轮的低频故障不平衡, 不对中等也会对齿轮振动时域波形产生影响，但不会在齿轮频率两侧产生边频带4、由齿轮加工误差形成的隐含成分该成分的振动通常由加工机床分度齿轮误差造成，它对齿轮的整体运行影响很小。
以下是一个齿轮故障的案例分析。
1、某采油平台原油外输泵 '螺杆泵) 传动齿轮局部断齿（1）设备形式及参数% 电机驱动直联双螺杆泵，螺杆之间以同步齿轮传动，齿轮齿数 Z=67，电机转速 ,n=995r/min（16.57HZ）（2）故障现象泵的非驱动端（同步齿轮安装在此侧) 振动速度值增加，图 1图2是时域波形及频谱图。
齿轮泵的振动分析及解决办法黄齐凯发表时间：2018-04-16T15:47:28.297Z 来源：《电力设备》2017年第31期作者：黄齐凯[导读] 摘要：主要介绍齿轮泵在日常的使用过程中常见的故障情况，并根据原因分析提出了解决办法。
为日常的生产维护提供了便利。
（天津蓝巢电力检修有限公司陕西黄陵项目部 300380）摘要：主要介绍齿轮泵在日常的使用过程中常见的故障情况，并根据原因分析提出了解决办法。
为日常的生产维护提供了便利。
关键词：齿轮泵振动故障分析1、齿轮泵的结构及工作原理齿轮泵主要应用于化工与工业等众多场合中，起到增压、计量、输送和抽吸流体的作用。
齿轮泵分为内啮合和外啮合两种结构，黄陵矿业2×300MW机组中风机油站用齿轮泵为KCB型，属于外啮合齿轮泵在火力发电厂中齿轮泵被应用在各大风机油站输送润滑介质。
齿轮泵在输送润滑介质的过程中是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。
齿轮泵主要有主动齿轮、从动齿轮、泵体、泵盖、安全阀、轴端密封等组成。
泵体、泵盖和齿轮构成的空间就是齿轮泵的工作腔。
两个齿轮的轮轴分别装在泵两侧端盖上的轴承孔内，主动齿轮的轮轴一端伸出泵体，配以连轴器由电机驱动。
运转时由主动轴带动从动轴旋转，使油液从吸入口吸入，随着旋转当两个齿轮的轮齿逐渐分开时，吸入式的容积增大，压力降低，便将吸入口内的油液吸入泵体内，齿轮的不断旋转使吸入的油液不断的被挤往出油口，从而油液被排入油管路中。
泵体上装有安全阀起超载保护作用，安全阀的全回流压力为泵额定排除压力的1.5倍，当排出的压力超过规定压力时，输送液体可以自动顶开安全阀，使高压液体返回吸入口。
也可在允许排出压力范围内根据实际需要另外调整。
但注意本安全阀不能作减压阀的长期工作，需要时可在管路上另行安装。
KCB系列齿轮油泵的主传动齿轮是斜齿园柱齿轮，而我们现场的齿轮泵主传动齿轮是四个斜齿轮组成的人字形齿轮组全系列齿轮油泵是用三爪式弹性联轴器与电动机组成的热油泵机组。
基于ANSYS的减速器斜齿_直齿圆柱齿轮的模态分析_陈淑玲减速器是一种常见的传动装置，用于调节旋转速度和输出扭矩。
其中，斜齿和直齿圆柱齿轮是减速器中常见的传动元件。
为了提高减速器的可靠性和使用寿命，对其进行模态分析十分重要。
本文将基于ANSYS软件，对减速器中的斜齿和直齿圆柱齿轮进行模态分析，以评估其振动特性和在工作过程中的可靠性。
模态分析是结构动力学的一种分析方法，通过计算和分析结构体系的固有振动频率和模态形式，可以了解结构的振动特性、动力响应以及自由振动和迫振动下的振动形态等信息。
首先，我们需要准备减速器的结构模型。
利用CAD软件绘制减速器的斜齿和直齿圆柱齿轮的三维模型，并保存为.STEP或者.IGES等与ANSYS兼容的格式。
接下来，打开ANSYS软件，通过“Geometry”模块导入保存的减速器模型。
然后，根据需要设置几何尺寸、材料属性和约束条件等。
在完成几何和材料属性的设置后，选择“Modal”模块进行模态分析。
首先，选择减速器结构模型，并设置模态分析的参数，包括求解器类型、分析类型（自由振动或迫振动）、模态数目等。
在求解过程中，ANSYS会自动计算减速器的固有频率和振动模态形式。
通过分析得到的模态结果，可以了解减速器在不同频率下的振动形态和相应的振动模态。
最后，根据模态分析结果，可以评估减速器的振动特性，包括主频率、模态形式、振动幅值等。
如果存在与工作频率相接近的主频率，可能会导致共振现象，从而影响减速器的正常工作。
在设计和使用减速器时，需要根据模态分析结果合理地选择材料和结构参数，以提高减速器的可靠性和使用寿命。
综上所述，基于ANSYS的减速器斜齿和直齿圆柱齿轮的模态分析是评估减速器振动特性和可靠性的重要方法。
通过模态分析，可以了解减速器在不同频率下的振动形态和相应的振动模态，并根据分析结果合理地选择材料和结构参数，以提高减速器的可靠性和使用寿命。
齿轮与齿轮箱振动噪声机理分析及控制写在前面噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音。
声音由物体的振动产生，以波的形式在一定的介质（如固体、液体、气体）中进行传播。
一、齿轮振动的实例1齿轮轮毂的振动齿轮传递扭矩首先从轴传至轮毂，由轮毂传递到轮齿，再由主动轮轮齿传递到被动轮轮毂和轴系。
在传递过程中，由于受到轴向激励力的作用，齿轮轮毂产生轴向振动。
另外，由于啮合力的作用，轮毂也会产生横向和沿周向的振动。
2轴承及轴承座的振动齿轮系统通过轴系安置于轴承及其轴承座上，由于齿轮本体的轴向和周向振动必引起轴承支承系统的振动，相反，外界干扰力(如螺旋桨的轴承力)也可能通过轴承传递给齿轮系统。
3齿轮箱的振动齿轮的振动由轴系传到齿轮箱，激励箱体振动，从而辐射出噪声。
另外，齿轮在箱内振动的辐射声激励箱体，使箱体形成二次辐射噪声，这类噪声大部在中低频范围内。
齿轮箱体本身的振动也直接产生辐射声。
4齿轮的振动在啮合过程中，轮齿先由一点接触而扩展到线接触，或一次实现线接触，使得接触力大小、方向改变，产生机械冲击振动，从而辐射出噪声。
这类噪声呈现高频冲击的形式，其典型的齿轮振动时程曲线示于图2。
轮齿啮合时不断变化的啮合力，既激发齿轮的强烈振动，即各个轮齿的响应很大，也激发了齿轮箱箱体较弱的振动。
通常认为齿轮产生噪声的主要原因是轮齿之间的相对位移。
这类噪声源产生的噪声可以用付氏变换法把噪声表示为稳定频率的分量的集合。
图1 齿轮啮合振动及噪声传播图2 齿轮振动时程曲线二、齿轮振动噪声产生的机理1齿轮啮合激励产生的噪声齿轮的轮齿在啮合时因传动误差产生交变力，在交变力作用下产生线性及扭转响应，使齿轮产生振动辐射出噪声。
这是一种主要的噪声源，接触力变化越大，则齿轮相应的振动响应越大。
另外，齿轮的周节差产生的由复杂的或调制频率及其倍频组成的噪声，含有重复的基频(轴频)，频率很低。
由于周节差产生了不规则的脉冲序列。
这种脉冲序列包括了众多的频率成份，但还不能认为是宽带随机噪声。
（一） 直齿圆柱齿轮传动的扭转振动模型若忽略传动轴的扭转变形，只考虑齿轮副处的变形，则得到最简单的扭转振动模型，如图1所示。
其中r b1、r b2为主从动齿轮的基圆直径，k v 为齿轮副的综合啮合刚度，并且考虑齿轮副的啮合阻尼系数c v 以及齿廓误差e 的作用，主动轮上作用与转动方向相同的驱动力矩T 1，从动轮上作用与转动方向相反的阻力矩T 2图1 齿轮副的扭转振动模型啮合线上的综合变形δi 可写为：1122i b b i r r e δθθ=--(1)设重合度小于2，啮合齿对为i ，法向啮合力可以表示为：()()()11221122i vi i vi i vi b b i vi b b i i i iF F k c k r r e c r r e δδθθθθ⎡⎤==+=--+--⎣⎦∑∑∑ (2) 式中：i 为参与啮合的齿对序号，i =1,2；k vi 、c vi 为齿对i 在啮合点位置的综合啮合刚度和阻尼系数。
主、从动齿轮的力矩平衡方程为：12111222b b J T r F J T r F θθ=-=- (3)将(2)带入(1)中得到：()()()()111112211221222112211222b vi b b i vi b b i i b vi b b i vi b b i iJ r k r r e c r r e T J r k r r e c r r e T θθθθθθθθθθ⎡⎤+--+--=⎣⎦⎡⎤---+--=-⎣⎦∑∑ (4)由此式可看出，即使主动齿轮转速以及传动载荷恒定，由于时变综合刚度k v 的变化，也会使从动轮的转动出现波动，即造成齿轮的圆周振动。
为了方便讨论时变综合刚度k v 对振动方程(4)的影响，定义啮合线上两齿轮的相对位移x 为：1122b b x r r θθ=- (5)不考虑齿轮传动的效率，齿轮的静态啮合力为：12012b b T T F r r ==(6)将式(5)、(6)带入方程(4)中，则可将其简化为一元微分方程：e v v d m x c x k x F ++= (7)式中，m e 称为系统的当量质量：12222112e b b J J m J r J r =+ (8)激振力为：0d vi i vi i iiF F c ek e =++∑∑ (9)根据方程(9)可以将一对齿轮的振动视为单自由度系统的振动，如图2所示。
机械传动系统中的齿轮噪音与振动分析引言在现代工业生产中，机械传动系统扮演着重要的角色，用于将动力从一个装置传递到另一个装置。
然而，随着机械传动系统的运转，齿轮噪音与振动问题会逐渐显现。
这些问题不仅会降低机械系统的工作效率，还可能影响工作环境和操作员的健康。
因此，深入了解机械传动系统中的齿轮噪音与振动分析，对于改善机械系统的工作性能至关重要。
一、齿轮噪音的成因分析齿轮噪音是指机械传动装置中齿轮的运动过程中产生的声音。
其主要成因包括以下几个方面。
1.1 齿轮啮合不均匀齿轮啮合不均匀是产生噪音的主要原因之一。
这种不均匀可能由齿轮制造过程中的误差、齿轮磨损等因素引起。
当齿轮啮合不均匀时，会引起冲击载荷，导致噪音产生和振动增加。
1.2 齿轮渐开线误差齿轮的渐开线误差是指齿轮齿面曲线不完全符合正常渐开线的情况。
这种误差会导致齿轮在啮合过程中产生振动和噪音。
1.3 齿轮材料与硬度问题齿轮的材料和硬度也会对噪音产生影响。
如果齿轮材料的强度不足或硬度差异较大，就容易在啮合过程中产生振动和噪音。
二、齿轮振动的分析方法为了解决齿轮传动系统中的振动问题，需要采用适当的分析方法来评估和解决。
2.1 齿轮传动系统的模态分析模态分析是一种用于研究物体振动的方法。
在齿轮振动分析中，通过对齿轮系统进行模态分析，可以得到齿轮系统的固有频率和模态形态，进而评估系统的稳定性和预测系统的振动情况。
2.2 有限元分析有限元分析是一种应用广泛的结构分析方法。
在齿轮振动分析中，可以利用有限元分析来模拟齿轮系统的动态响应。
通过对齿轮系统进行有限元分析，可以预测系统的振动模式、频率响应和应力分布等信息，为振动问题的解决提供参考。
三、齿轮噪音与振动控制方法为了减少齿轮传动系统中的噪音与振动问题，可以采用以下控制方法。
3.1 齿轮润滑适当的齿轮润滑可以减少齿轮啮合过程中的摩擦和噪音。
选择合适的齿轮润滑剂，确保齿轮表面的润滑膜厚度，可以有效降低噪音的产生。
修形斜齿轮啮合线振动加速度数值分析和试验验证修形斜齿轮是一种特殊的齿轮传动形式，它广泛应用于重型机械设备中。
在传动过程中，齿轮的啮合产生了振动，这会对传动效率、噪声和寿命等方面产生不利影响。
因此，对修形斜齿轮啮合线振动加速度进行数值分析和试验验证是十分必要的。
首先进行数值分析。
利用有限元方法，建立修形斜齿轮的三维模型，并根据传动的要求，设定传动比和转速等参数。
通过分析齿轮的受力情况，计算出啮合线上的应力分布。
然后，利用ANSYS等软件对齿轮的振动特性进行模拟，得出修形斜齿轮啮合线振动加速度的数值结果。
接下来进行试验验证。
在实验中，采用模拟测试台架和高精度传感器等设备，对修形斜齿轮的振动加速度进行测试。
在测试过程中，根据前期的数值分析结果，调整测试的参数，如转速、传动比等，以得到更准确的数据。
通过对测试数据的分析，比对数值分析结果，可以评估数值模拟的准确性，进一步完善模拟算法。
最后，综合分析数值模拟和试验测试的结果，确定修形斜齿轮的振动特性，并提出优化建议。
例如，通过改变齿轮的材料、结构等优化齿轮的设计，减少齿轮的振动加速度，提高传动效率和使用寿命。
同时，对于齿轮的监测和维护也提出了有效的建议，以确保齿轮传动系统的长期稳定运行。
总之，对修形斜齿轮啮合线振动加速度进行数值分析和试验验证是非常必要的。
通过这些工作，可以有效评估齿轮传动的振动特性，提高设备的传动效率和寿命，同时为优化设计和维护提供有效的建议。
针对修形斜齿轮的啮合线振动加速度的数值分析和试验验证，需要收集相关数据并进行分析。
以下是一些常见的数据和分析方法：1. 齿轮的几何参数：包括模数、齿数、齿宽、齿面曲线等。
这些参数会影响到齿轮的受力情况和振动特性。
可以通过绘制齿轮的几何图形，计算出齿面曲率半径等参数，并进行优化设计。
2. 金属材料力学参数：包括弹性模量、泊松比、屈服强度等。
这些参数反映了齿轮材料的力学性质，直接影响到齿轮的受力情况和振动特性。
