齿轮各类故障的特征频率、谐波及边频带特征

综上所述，齿轮故障的频率成分是十分复杂的，都是一些宽频带信号。根据一些资料介绍，现将齿轮常见故障与特征频率及其谐波、以及边频带的关系，作以下小结：

1 轮齿的均匀性磨损、齿侧间隙过大以及齿轮载荷过大等原因引起的故障，将增加啮合频率f_m及其高次谐波2f_m、3f_m、…频率分量的幅值，并不产生边带。其中，磨损时，啮合频率高次谐波的幅值增量更大；磨损严重时，二次谐波的幅值甚至超过啮合频率基波的幅值。

2 齿轮偏心、齿距周期性变化及载荷波动等不均匀的分布故障，将产生幅值调制和频率调制，从而在啮合频率及其谐波两侧形成边频带，边带的间隔频率是有缺陷齿轮的转速频率。其中，齿轮偏心一般只出现下边带（差频）f_m－n f_e （n＝1,2,3,…），上边带一般很少出现。

3 断齿、齿面剥落及裂纹等集中缺陷的局部性故障，将引起周期性的冲击脉冲，同样产生幅值调制和频率调制。例如，若小齿轮出现一处断齿或两处剥落，则小齿轮每旋转一圈，将产生一次或两次明显的周期性碰撞冲击。在此类情况下，啮合频率为脉冲频率所调制，在啮合频率及其谐波两侧形成一系列边频带，边带的特点是边频数量多、范围广、分布均匀且较为平坦。此外，严重的局部断齿还会导致旋转频率及其谐波的幅值增加。断齿的主要特征还是齿轮的旋转频率和啮合频率的幅值产生明显增长。

4 点蚀、划痕（即轻度的胶合）等分布比较均匀的缺陷，同样也将产生周期性冲击脉冲和调幅、调频现象。但是，与断齿等局部故障的不同之处是，其在啮合频率及其谐波两侧分布的边带阶数少而集中，边带特点是高而窄、幅值变化起伏大。然而，随故障发展、程度恶化，其图形也将发生变化。

5 齿的断裂或裂缝，在进入啮合时就会产生一个冲击，这种冲击可能激起齿轮的固有频率（自振频率）。但由于齿轮的固有频率一般都为1~10kHz的高频，此高频成分传递到齿轮箱壳体上时，基本上已被衰减掉，多数情况下只能测到啮合频率和调制的边频。