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---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------齿轮的故障诊断(推荐）齿轮的故障诊断齿轮的故障诊断齿轮的故障诊断一、齿轮的常见故障一、齿轮的常见故障齿轮是最常用的机械传动零件，齿轮故障也是转动设备常见的故障。
据有关资料统计，齿轮故障占旋转机械故障的 10.3%。
齿轮故障可划分为两大类，一类是轴承损伤、不平衡、不对中、齿轮偏心、轴弯曲等，另一类是齿轮本身（即轮齿）在传动过程中形成的故障。
在齿轮箱的各零件中，齿轮本身的故障比例最大，据统计其故障率达 60%以上。
齿轮本身的常见故障形式有以下几种。
1. 断齿断齿是最常见的齿轮故障，轮齿的折断一般发生在齿根，因为齿根处的弯曲应力最大，而且是应力集中之源。
断齿有三种情况：①疲劳断齿由于轮齿根部在载荷作用下所产生的弯曲应力为脉动循环交变应力，以及在齿根圆角、加工刀痕、材料缺陷等应力集中源的复合作用下，会产生疲劳裂纹。
裂纹逐步蔓延扩展，最终导致轮齿发生疲劳断齿。
②过载断齿对于由铸铁或高硬度合金钢等脆性材料制成的齿轮，由于严重过载或受到冲击载荷作用，会使齿根危险截面上的应力超过极限值而发生突然断齿。
1 / 18③局部断齿当齿面加工精度较低、或齿轮检修安装质量较差时，沿齿面接触线会产生一端接触、另一端不接触的偏载现象。
偏载使局部接触的轮齿齿根处应力明显增大，超过极限值而发生局部断齿。
局部断齿总是发生在轮齿的端部。
2. 点蚀点蚀是闭式齿轮传动常见的损坏形式，一般多出现在靠近节线的齿根表面上，发生的原因是齿面脉动循环接触应力超过了材料的极限应力。
在齿面处的脉动循环变化的接触应力超过了材料的极限应力时，齿面上就会产生疲劳裂纹。
裂纹在啮合时闭合而促使裂纹缝隙中的油压增高，从而又加速了裂纹的扩展。
齿轮故障诊断方法综述摘要齿轮就是机械设备中常用得部件,而齿轮传动也就是机械传动中最常见得方式之一。
在许多情况下,齿轮故障又就是导致设备失效得主要原因。
因此对齿轮进行故障诊断具有非常重要得意义。
介绍了故障得特点与几种诊断方法,并比较了基于粒子群优化得小波神经网络,基于相关分析与小波变换,基于小波包与BP神经网络与基于小波分析等故障诊断方法得优缺点,并提出了齿轮故障诊断得难点与发展方向。
关键字齿轮故障诊断诊断方法分析比较发展目录第一章齿轮故障诊断发展及故障特点 (1)1、1 齿轮故障诊断得发展 (1)1、 2齿轮故障形式与震动特征 (1)第二章齿轮传动故障诊断得方法 (2)2、 1高阶谱分析 (2)2、1、1参数化双谱估计得原理 (3)2、1、2试验装置与信号获取 (3)2、1、3 故障诊断 (4)2、1、4 应用双谱分析识别齿轮故障 (4)2、2基于边频分析得齿轮故障诊断 (6)2、2、1分析原理 (6)2、2、2铣床振动测试 (6)2、2、3 边频带分析 (7)2、2、4 故障诊断 (8)2、 3时域分析 (10)2、3、1 时域指标 (10)2、3、2非线性时间分析 (10)第一章齿轮故障诊断发展及故障特点1、1 齿轮故障诊断得发展齿轮故障诊断始于七十年代初,早期得齿轮故障诊断仅限于在旋转式机械上测量一些简单得振动参数,用一些简单得方法进行诊断。
这些简单得参数与诊断方法对齿轮故障诊断反应灵敏度较低,根本无法准确判断发生故障得部位。
七十年代末到八十年代中期,旋转式机械中齿轮故障诊断得频域法发展很快,其中R、B、Randall与James1、Taylor等人做好了许多有益得工作,积累了不少故障诊断得成功实例,出现了一些较好得频域分析方法,对齿轮磨损与齿根断裂等故障诊断较为成功。
进入九十年代以后,神经网络、模糊推理与网络技术得发展与融合使得齿轮系统故障诊断进入了蓬勃发展得时期。
我国学者在齿轮故障诊断研究方面也做了大量工作。
齿轮故障诊断知识专题总结
一、齿轮故障类型
注：统计资料表明，上述四类故障占齿轮故障的92%左右，为经典多发故障。
二、常用的齿轮故障分析方法
对齿轮故障进行分析的常用方法：
1、细化谱分析法：增加频谱中某些有限频段上的分辨能力；
2、倒频谱分析法：是功率谱对数的逆功率谱，是对频谱图上周期性频率结构成分的能量做了又一次集中，在功率的对数转化时给低幅值分量有较高的加权，而对高幅值分量以较低的加权，从而突出了小信号周期。
3、时域同步平均分析法：保留和齿轮故障有关的周期信号，去除其他非周期成分和噪声的干扰，提高信噪比。
这三种方法在诊断齿轮故障时非常有效，在我们设计在线状态监测系统时，要在齿轮箱故障分析模块中一定要加入这三个分析方法。
三、齿轮故障对照表
综上所示，对齿轮箱进行故障分析时，在时域和频域上要着重观察以下内容：
1、各齿轮副的啮合频率及其谐波；
2、各齿轮副的啮合频率及其谐波的边频带；
3、各齿轮副主动轮与从动轮之间的转频差；
4、周期为两齿轮齿数的最小公倍数除以其中任一齿轮每秒钟转过的齿数的脉
冲信号；
5、时域信号上幅值上下两端包络线的对称性。
汽车变速器齿轮故障诊断方法综述随着社会发展，汽车已成为人们日常出行的不可或缺的交通工具。
作为汽车的核心部件之一，变速器起到了调节车速、提高车辆动力性、降低油耗等重要作用。
然而，由于使用环境、领域和条件的不同，汽车变速器的齿轮故障也时常发生。
本文就汽车变速器齿轮故障的诊断方法进行综述。
一、传统的诊断方法1、目视检查法目视检查法是一种传统的汽车变速器齿轮故障诊断方法。
该方法主要依据机械师的经验和感觉来判断齿轮是否出现故障。
通过经验和感觉来判断齿轮故障存在的缺点是不如数据可靠，需要高度依赖经验和感觉。
2、听声诊断法听声诊断法是一种通过倾听变速器运行时的噪声来判断其齿轮是否故障的方法。
该方法可以对变速器齿轮的摩擦、摩托和噪声进行分析，但需要高度依赖听力的准确度和对噪声的理解。
3、动态压力检测法动态压力检测法是一种利用变速器内的压力传感器进行故障判断的方法，该传感器会记录变化周期和压力数据并进行比较分析。
该方法能够快速有效地诊断转速和压力等参数，但需要专业的检测设备支持。
1、振动分析法振动分析法是一种通过检测变速器在运行时的振动信号来进行齿轮故障诊断的方法。
振动分析法会对变速器振动信号进行采集和处理，并对变化过程进行分析比较。
该方法能够分析齿轮故障的原因和程度，并给出具体的诊断结果。
3、声波分析法声波分析法是利用声波检测设备对变速器内部运行时产生的声波信号进行采集和处理，并根据不同声音的频率、强度、波形等特征对齿轮故障进行诊断。
调整声波的参数可以对特定类型的问题进行诊断，该方法能够快速、准确地判断齿轮故障的类型和程度。
总结齿轮故障是汽车变速器常见的故障之一，传统的诊断方法主要依赖经验和听觉，诊断难度较大且不够科学。
而现代化的诊断方法则可以利用更加准确和科学的技术手段进行分析和判断，是未来汽车维修和保养的重要方向之一。
在使用中，可以根据齿轮的类型和工作状态，选择适合的诊断方法进行故障诊断和维修。
论述齿轮啮合频率产生的机理及齿轮故障诊断方法齿轮啮合频率是指齿轮齿数之比乘以齿轮转速之差，它是齿轮啮合过程中产生的基本频率。
齿轮啮合频率产生的机理主要有以下几个方面：1.齿轮齿数之比：齿轮齿数之比是齿轮啮合频率的主要决定因素。
齿轮啮合频率与齿数之比成正比，齿数越多，啮合频率越高。
2.齿轮转速之差：齿轮啮合频率还与齿轮转速之差有关。
当齿轮转速之差增大时，啮合频率也会相应增加。
3.齿白度：齿轮啮合过程中，齿轮齿面的齿白度是产生啮合频率的重要因素。
如果齿轮齿面的齿白度不均匀，会引起齿轮啮合频率的变化。
齿轮故障诊断方法主要有以下几种：1.声音诊断法：通过听齿轮啮合过程中的声音，判断是否存在异常声音。
异常声音可能是因为齿轮齿面磨损、齿面接触不良等故障引起的。
2.振动诊断法：通过测量齿轮转动时的振动信号，判断齿轮是否存在故障。
齿轮故障会引起振动信号的变化，通过对振动信号的分析和比较，可以判断齿轮的故障类型和程度。
3.温度诊断法：通过测量齿轮表面的温度变化，来判断齿轮是否存在故障。
齿轮故障会导致齿轮表面的摩擦产生热量，从而引起温度的升高。
4.油液分析法：通过对齿轮箱中的润滑油进行分析，判断齿轮是否存在故障。
齿轮故障会导致润滑油中金属颗粒和其他杂质的含量增加，通过分析润滑油的成分和性质，可以判断故障的类型和程度。
5.振弦诊断法：通过在齿轮上安装振弦传感器，采集齿轮振动信号，并通过信号分析来判断齿轮是否存在故障。
振弦传感器可以感知齿轮振动的幅值、频率等特征，通过与正常状态下的信号进行比较，可以判断故障的类型和程度。
综上所述，齿轮啮合频率是齿轮啮合过程中产生的基本频率，其机理主要与齿轮齿数之比、齿轮转速之差以及齿白度等因素有关。
针对齿轮故障的诊断方法包括声音诊断法、振动诊断法、温度诊断法、油液分析法以及振弦诊断法等。
这些方法可以通过检测齿轮的声音、振动、温度变化以及润滑油中的杂质等特征，来判断齿轮是否存在故障以及故障的类型和程度。
齿轮故障诊断的几种具体方法，经验总结齿轮在运行中如果发生故障就会影响到真个设备的运行状态,要如何来发现和诊断齿轮故障呢?有四种方法——时域平均法、边频带分析、倒频谱分析、Hilbert解调法，下面我们就来了解一下。
这是齿轮时域故障诊断的一种有效的分析方法。
该方法能从混有干扰噪声的信号中提取出周期性的信号。
因为随机信号的不相关性，经多次叠加平均后便趋于零，而其中确定的周期分量仍被保留下来。
时域平均法要拾取两个信号：一个是齿轮箱的加速度信号，另一个是转轴回转一个周期的时标信号。
时标信号就经过扩展或压缩运算，使原来的周期T转换为T’，相当于被检齿轮转过一整转的周期。
这时加速度测过来的信号以周期T’截断叠加，然后进行平均。
这种平均过程实质上是在所摄取的原始信号中消除其他噪声的干扰，提取有效信号的过程。
最后，再经过光滑滤波，得到被检齿轮的有效信号。
边频带成分包含有丰富的齿轮故障信息，要提取边频带信息，在频谱分析时必须有足够高的频率分辨率。
当边频带谱线的间隔小于频率分辨率时，或谱线间隔不均匀，都会阻碍边频带分析，必要时应对感兴趣的频段进行频率细化分析（ZOOM分析），以准确测定边频带间隔。
由于边频带具有不稳定性，在实际工作环境中，尤其是几种故障并存时，边频带错综复杂，其变化规律难以用具体情况描述，但边频带的总体水平是随着故障的出现而上升的。
对于有数对齿轮啮合的齿轮箱振动的频谱图中，由于每对齿轮啮合时都将产生边频带，几个边频带交叉分布在一起，仅进行频率细化分析识别边频特征是不够的，如偏心齿轮，除了影响载荷的稳定性而导致调频振动以外，实际上还会造成不同程度的转矩的波动，同时产生调频现象，结果出现不对称的边频带，这时要对它进行分析研究，最好的方法是使用倒频谱分析。
倒频谱分析将功率谱中的谐波族变换为到频谱图中的单根谱线，其位置代表功率谱中相应谐波族（边频带）的频率间隔，可以检测出功率谱图中难以辨别的周期性，从而便于分析故障。
论述齿轮故障诊断常用的方法及其优缺点齿轮是一种常用的传动元件，广泛应用于机械设备中。
传动系统中齿轮的故障对设备的运行造成严重影响，因此及早发现并进行故障诊断十分重要。
目前常用的齿轮故障诊断方法包括声发射技术、振动分析技术、热像技术和油液分析技术等。
声发射技术是一种将振动信号转化为声音信号进行故障诊断的方法。
通过设备表面安装传感器，实时监测设备的声音信号，并通过分析频谱、振幅等参数判断齿轮的故障情况。
声发射技术具有实时性强、便于实施的优点，能够及时发现齿轮故障并进行修复。
然而，该方法需要设备运行时进行监测，容易受到环境噪声的干扰，准确度还受到传感器安装位置的影响。
振动分析技术是一种通过监测设备振动信号进行故障诊断的方法。
通过安装加速度传感器等设备来实时监测设备的振动情况，并通过分析振动信号的频谱、时间域参数等来判断齿轮的故障情况。
振动分析技术具有灵敏度高、准确度好的优点，可以有效诊断齿轮故障。
但是，该方法需要专业的设备和人员进行操作，成本较高并且需要较长的时间进行数据采集和分析。
热像技术是一种通过监测设备表面温度分布进行故障诊断的方法。
通过红外热像仪等设备进行拍摄和分析设备表面的热图，判断设备是否存在异常温度分布，从而判断齿轮的故障情况。
热像技术具有快速、直观的优点，可以实时监测设备的热情况，识别齿轮的故障。
然而，热像技术容易受到环境温度的干扰，而且只能发现故障的存在，无法提供具体故障原因。
油液分析技术是一种通过监测设备工作油液中的杂质、磨粒等物质进行故障诊断的方法。
通过采集设备工作油液样本，并通过分析油液中的化学成分、颗粒物大小等参数来判断齿轮的磨损情况。
油液分析技术具有精确度高、可以提前预警的优点，能够实时监测设备的磨损状态。
但是，该方法需要专业设备和人员进行操作，需要对样本进行准确采集和分析。
综上所述，齿轮故障诊断的常用方法包括声发射技术、振动分析技术、热像技术和油液分析技术等。
每种方法都有其独特的优点和局限性。
齿轮故障监测与诊断引言齿轮作为机械传动装置的重要组成部分，在工业生产过程中扮演着重要的角色。
齿轮故障可能会导致传动装置的失效，进而影响整个生产系统的稳定性与可靠性。
因此，对齿轮的故障监测与诊断显得尤为重要。
本文将介绍齿轮故障的常见类型、监测方法以及诊断技术，旨在为工程师提供相关知识以改善齿轮传动系统的运行。
齿轮故障的常见类型齿轮故障的常见类型包括齿面磨损、齿面损伤、齿根断裂和轴向偏移等。
齿面磨损是由于齿轮之间的相对滑动引起的，主要表现为齿面的变平、光亮和磨耗。
齿面损伤是因为齿轮传动系统在运行过程中受到冲击、振动或过载等因素的影响，造成齿轮齿面的断裂、脱落或裂纹等问题。
齿根断裂是由于齿轮齿面强度不足或负载过大引起的，造成齿根的断裂或塑性变形。
轴向偏移是指齿轮轴线之间的相对位移，可能会导致齿轮啮合不良，进而影响传动效果。
齿轮故障监测方法齿轮故障的监测方法可以分为在线监测和离线监测两种。
在线监测在线监测是指在齿轮传动装置运行过程中，利用各种传感器、信号采集装置和数据分析方法来实时监测齿轮的工作状态。
常见的在线监测方法包括：1.振动分析：通过安装加速度传感器或振动传感器来检测齿轮传动系统的振动信号，根据振动信号的频率、幅值和相位等特征来判断齿轮是否存在故障。
2.声学分析：利用麦克风等设备采集齿轮传动系统产生的声音信号，通过对声音信号的频谱分析和波形分析来判断齿轮的工作状态。
3.温度监测：通过安装温度传感器来检测齿轮传动系统的温度变化，高温可能是齿轮摩擦、磨损或润滑不良的表现。
4.油液分析：对齿轮传动系统的润滑油进行样品采集，并使用油液分析仪器检测油液中的金属颗粒、水分和污染物等指标，以判断齿轮的工作状态。
离线监测离线监测是指在齿轮传动装置停止运行后，通过对齿轮进行拆卸和检查来判断其工作状态。
常见的离线监测方法包括：1.目视检查：人工检查齿轮表面的磨损、损伤和断裂等情况，同时还可检查齿轮啮合间隙和轴向偏移等问题。
齿轮的故障诊断齿轮的故障诊断一、齿轮的常见故障齿轮是最常用的机械传动零件，齿轮故障也是转动设备常见的故障。
据有关资料统计，齿轮故障占旋转机械故障的10.3%。
齿轮故障可划分为两大类，一类是轴承损伤、不平衡、不对中、齿轮偏心、轴弯曲等，另一类是齿轮本身（即轮齿）在传动过程中形成的故障。
在齿轮箱的各零件中，齿轮本身的故障比例最大，据统计其故障率达60%以上。
齿轮本身的常见故障形式有以下几种。
1. 断齿断齿是最常见的齿轮故障，轮齿的折断一般发生在齿根，因为齿根处的弯曲应力最大，而且是应力集中之源。
断齿有三种情况：①疲劳断齿由于轮齿根部在载荷作用下所产生的弯曲应力为脉动循环交变应力，以及在齿根圆角、加工刀痕、材料缺陷等应力集中源的复合作用下，会产生疲劳裂纹。
裂纹逐步蔓延扩展，最终导致轮齿发生疲劳断齿。
②过载断齿对于由铸铁或高硬度合金钢等脆性材料制成的齿轮，由于严重过载或受到冲击载荷作用，会使齿根危险截面上的应力超过极限值而发生突然断齿。
③局部断齿当齿面加工精度较低、或齿轮检修安装质量较差时，沿齿面接触线会产生一端接触、另一端不接触的偏载现象。
偏载使局部接触的轮齿齿根处应力明显增大，超过极限值而发生局部断齿。
局部断齿总是发生在轮齿的端部。
2. 点蚀点蚀是闭式齿轮传动常见的损坏形式，一般多出现在靠近节线的齿根表面上，发生的原因是齿面脉动循环接触应力超过了材料的极限应力。
在齿面处的脉动循环变化的接触应力超过了材料的极限应力时，齿面上就会产生疲劳裂纹。
裂纹在啮合时闭合而促使裂纹缝隙中的油压增高，从而又加速了裂纹的扩展。
如此循环变化，最终使齿面表层金属一小块一小块地剥落下来而形成麻坑，即点蚀。
点蚀有两种情况：①初始点蚀（亦称为收敛性点蚀）通常只发生在软齿面（HB＜350）上，点蚀出现后，不再继续发展，甚至反而消失。
原因是微凸起处逐渐变平，从而扩大了接触区，接触应力随之降低。
②扩展性点蚀发生在硬齿面（HB＞350）上，点蚀出现后，因为齿面脆性大，凹坑的边缘不会被碾平，而是继续碎裂下去，直到齿面完全损坏。
对开式齿轮，齿面的疲劳裂纹尚未形成或扩展时就被磨去，因此不存在点蚀。
当硬齿面齿轮热处理不当时，沿表面硬化层和芯部的交界层处，齿面有时会成片剥落，称为片蚀。
3. 磨损齿面的磨损是由于金属微粒、尘埃和沙粒等进入齿的工作表面所引起的。
齿面不平、润滑不良等也是造成齿面磨损的原因。
此外，不对中、联轴器磨损以及扭转共振等，会在齿轮啮合点引起较大的扭矩变化，或使冲击加大，将加速磨损。
齿轮磨损后，齿的厚度变薄，齿廓变形，侧隙变大，会造成齿轮动载荷增大，不仅使振动和噪音加大，而且很可能导致断齿。
4. 胶合齿面胶合（划痕）是由于啮合齿面在相对滑动时油膜破裂，齿面直接接触，在摩擦力和压力的作用下接触区产生瞬间高温，金属表面发生局部熔焊粘着并剥离的损伤。
胶合往往发生在润滑油粘度过低、运行温度过高、齿面上单位面积载荷过大、相对滑动速度过高、接触面积过小、转速过低（油带不起来）等条件下。
齿面发生胶合后，将加速齿面的磨损，使齿轮传动很快地趋于失效。
1二、齿轮故障的特征信息由于结构和工作原理上的一些特点，齿轮的振动信号较为复杂，在对其进行振动故障诊断时，往往需要同时在时域和频域上进行分析。
齿轮故障的特征频率基本上由两部分组成：一部分为齿轮啮合频率及其谐波构成的载波信号；另一部分为低频成分（主要为转速频率）的幅值和相位变化所构成的调制信号。
调制信号包括了幅值调制和频率调制。
下面将分别介绍各特征成分及其所对应的故障类型，并分析其产生的原因。
1. 啮合频率及其谐波齿轮传动的特点是，啮合过程中啮合点的位置和参与啮合的齿数都是周期性变化的，这就造成了齿轮轮齿的受力和刚度成周期性变化，由此而引起的振动必然含有周期性成分，反映这个周期性特征信息的就是啮合频率及其高次谐波。
齿轮在啮合过程中，齿面既有相对滚动，又有相对滑动。
如下图所示，主动轮上的啮合点由齿根移向齿顶，随啮合半径逐渐增大，速度逐步增高；而从动轮上的啮合点由齿顶移向齿根，速度逐步降低。
两轮速度上的差异形成了相对滑动。
节点处，两轮速度相等，相对滑动速度为零。
在主动轮上，齿根与节点之间的啮合点速度低于从动轮上的啮合点速度，因此滑动方向向下；而在节点与齿顶之间的啮合点速度高于从动轮，滑动方向向上。
主动轮、从动轮都在节点处改变了滑动方向，也就是说，摩擦力的方向在节点处发生了改变，形成了节线冲击。
齿轮啮合过程中，除了啮合点位置变化引起的节线冲击外，更为重要的是由于参与啮合的齿数变化而引起的啮合冲击。
对于重叠系数在1~2之间的渐开线直齿轮，在节点附近是单齿啮合，在齿根、齿顶附近是双齿啮合。
显然，双齿啮合时载荷小、刚度大，单齿啮合时载荷大、刚度小，见右图。
也就是说，即使齿轮所传递的是恒定扭矩，但当每对齿在脱离啮合或进入啮合时，轮齿上的载荷和刚度都要发生突然增大或减小，从而形成啮合冲击。
对于重叠系数低的直齿，啮合冲击尤为显著，其作用力和刚度变化基本上呈矩形波，见右图。
对于斜齿，由于其啮合点是沿齿宽方向移动的，啮合过程的变化较为平缓，刚度变化接近正弦波。
因此，轮齿的啮合冲击和啮合刚度的变化取决于齿轮的类型和重叠系数。
显然，齿轮的啮合冲击、节线冲击、啮合刚度的变化是周期性的，而这个周期性变化的频率，就是转速频率f与齿数z的乘积（每秒针的变化圈数由转速频率定，每圈的变化次数由齿数定，乘积就是每秒针的变化次数），也就是啮合频率fm，即fm＝f1•z1＝f2•z2式中，f1 、f2 ～主动轮、从动轮的转速频率；z1、z2 ～主动轮、从动轮的齿数。
啮合频率在齿轮故障诊断中具有极为重要的意义。
实际上，在一个1/fm啮合周期中，发生了进入啮合、脱离啮合、节线冲击等多次冲击过程，因此在齿轮的振动信号中必然包含了啮合频率fm及其高次谐波2fm、3fm、…成分。
无论齿轮处于正常状态还是故障状态，在齿轮的振动信号中，啮合频率fm这一振动分量始终都是存在的，只是两种状态下的振幅值大小是有差异的。
齿轮啮合情况良好，啮合频率及其谐波的幅值相对较低。
啮合频率及谐波的幅值增大，除了可能与载荷变化等因素有关外，齿轮侧隙不当往往是最直接、最主要的影响因素。
造成侧隙不当的具体原因是多样的，除了制造、安装等原因外，齿面磨损也是主要原因之一。
特别需要指出的是，轮齿表面发生均匀性磨损后，不仅侧隙变大，而且齿廓（渐开线齿、圆弧齿）形状受到破坏，从而使啮合时的各种冲击增大、啮合刚度降低，将引起通频振幅值增大，其中，啮合频率及其谐波幅值的增长最明显。
更值得注意的是，啮合频率的高次谐波幅值增长得比基波还快，如右图所示。
磨损严重时，二次谐波的幅值可能超过啮合基波。
因此，从啮合频率及其谐波幅值的相对增长量上可以反映出齿面的磨损程度。
2. 信号调制和边带分析齿轮的各种故障在运行中都具体表现为一个传动误差，即齿轮在传递恒定扭矩时，输出轴的实际角位置，与理想的、没有误差和变形时输出轴角位置的差值，这个差值就构成了齿轮振动和噪音的主要激发源。
传动误差大，齿轮进入和脱离啮合时的碰撞就加剧，就会产生较高的振动峰值，并且形成短暂时间的幅值变化和相位变化。
幅值变化产生幅值调制，相位变化产生频率调制。
不同故障产生不同的调制形式，以下将作具体说明。
1) 幅值调制齿轮的幅值调制是由于齿面上的载荷波动、齿轮加工误差（如齿距不均）、齿轮偏心以及齿轮故障所产生的局部性缺陷和均布性缺陷等因素引起的。
按信号处理观点，幅值调制相当于两个信号在时域上相乘，转换到频域上，就相当于对应两个频谱的卷积，如下图所示。
其中频率相对较高的称为载波频率，频率较低的称为调制频率。
对于齿轮信号来说，通常啮合频率为载波频率，齿轮的旋转频率为调制频率。
对于简谐振动的幅值调制原理可作如下说明。
设代表齿轮啮合频率的载波信号为g(t)=Asin(2πfmt+φ)代表齿轮旋转频率的调制信号为e(t)=1+Bcos2πfet则调幅后的振动信号为x(t)=g(t)•e(t)=A(1+Bcos2πfet)sin(2πfmt+φ)式中，A～载波信号的振幅； B～调制指数； fm～载波频率（啮合频率）；fe～调制频率（旋转频率）；φ～初相角。
上式展开后，得x(t)=Asin(2πfmt+φ)+(1/2)ABsin[2π(fm+ fe)t+φ]+(1/2)ABsin[2π(fm－fe)t+φ]这样，调制后的信号，除了原来的啮合频率分量fm之外，还增加了一对啮合频率与旋转频率的和频(fm+ fe)与差频(fm－fe)。
在频谱图上，它们是以啮合频率fm为中心，以旋转频率fe为间隔，以(1/2)AB为幅值，对称分布于fm两侧，称为边频带，简称边带，如右图（c）所示。
如果调制信号e(t)不是一个简谐波，而是由多频率成分构成的周期信号，则e(t)的每一个频率分量都将产生一边带，形成了边带族，如右图所示。
由于系统传递特性的影响，以及还存在频率调制，频谱图上实际的边频成分不会像右图所示的如此对称。
然而，边频带的分布形状主要还是取决于调制信号，而且正是调制信号反映了齿轮的各种传动误差和故障状况。
根据边带的形状，可以分辨出齿轮存在着局部性缺陷还是分布性缺陷。
如果发生断齿或大的剥落等局部性缺陷，当啮合点进入缺陷处时，相当于齿轮的振动受到一个短脉冲的调制，脉冲的长度等于齿轮的啮合周期Tm＝1／fm。
齿轮每转动一周，脉冲就重复一次。
由于脉冲可以分解为许多正弦分量之和，因此在频谱图上形成以载波频率fm、2 fm、3 fm、…为中心的一系列边频。
其特点是边频数量多、范围广、数值小、分布均匀且较为平坦，并且每一边频之间的间隔等于齿轮的旋转频率。
见上图（a）所示。
如果在齿轮上存在点蚀、划痕（胶合）等分布比较均匀的缺陷，调制频率的成分虽然较多，但在时域上是一条幅度变化较小、脉动周期较长的包络线，因此频谱图上边频带的特点是分布比较高而窄，而且幅值变化起伏较大。
见上图（b）所示。
总之，齿轮缺陷越集中，边带就越低、越宽、越平坦；缺陷越均布，边带就越高、越窄、越起伏大。
2) 频率调制频率调制（也可认为是相位调制）就是载波信号受到调制信号的调制作用后所形成的变频信号。
齿轮的转速波动、加工中分度误差而导致的周节误差等因素，都会引起啮合速率的变化而产生频率调制现象。
齿轮故障缺陷造成的齿面载荷波动，在产生幅值调制的同时，还会造成扭矩波动，导致角速度变化而形成频率调制。
若载波信号为Asin(2πfmt+φ),调制信号为βsin(2πfrt+φ)，频率调制可表示为x(t)=Asin[2πfmt+βsin(2πfrt)+φ]式中，fm～载波频率（啮合频率）； fr～调制频率（齿轮的转速频率）；β～频率调制指数，即调制所产生的最大角位移（相位移），β＝∆ fm/fr；∆ fm～最大频率偏差值。
