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目录1

序1

前言1

第1章　概论1

1.1　齿轮及齿轮箱故障诊断在设备故障诊断中的作用和意义1

1.2　齿轮及齿轮箱诊断技术的发展与现状2

第2章　齿轮箱中零部件的常见失效形式5

2.1　齿面磨损5

2.2　齿面胶合和擦伤6

2.3　齿面接触疲劳6

2.4　弯曲疲劳与断齿8

2.5　轴不平衡、不对中和弯曲8

2.6　滚动轴承的失效9

2.7　小结9

3.1.1　齿轮的简化振动模型10

3.1　齿轮振动机理分析10

第3章　齿轮及齿轮箱振动噪声产生的机理10

3.1.2　齿轮的啮合刚度11

3.2　齿轮箱故障的主要形式12

3.3　齿轮产生故障时的调制现象和边频带分布特点13

3.3.1　齿轮振动信号的啮合频率及其各次谐波14

3.3.2　齿轮振动信号的啮合频率调制现象14

3.3.3　齿轮振动信号的齿轮固有频率调制现象19

3.3.4　箱体固有频率调制现象20

3.3.5　激振能量对不同调制振动的影响22

3.3.6　齿轮振动信号中的其他成分22

3.4　齿轮箱中滚动轴承冲击振动的产生与特点24

3.5　齿轮箱冲击振动的几种基本形式25

3.6　齿轮箱噪声产生的机理26

第4章　齿轮及齿轮箱振动信号处理方法28

4.1　时域统计特征及无量纲参数28

4.2　同周期相加平均30

4.3.1　傅里叶变换31

4.3　频谱分析与离散频谱分析校正技术31

4.3.2　频谱分析33

4.3.3　提高频谱分析精度的措施——多段平均、加窗和离散频谱校正技术35

4.3.4　频谱分析小结50

4.4　倒频谱分析51

4.5　细化谱分析52

4.5.1　传统的复调制细化选带频谱分析方法53

4.5.2　基于复解析带通滤波器的复调制细化选带频谱分析方法56

4.6.1　互谱60

4.6　传递函数60

4.6.2　传递函数61

4.7　解调分析63

4.7.1　齿轮箱发生故障时的振动信号模型64

4.7.2　希尔伯特变换解调分析的原理和局限性65

4.7.3　广义检波滤波解调分析的原理和局限性67

4.7.4　循环平稳解调分析的原理和局限性73

5.1　齿形误差91

第5章　齿轮箱典型故障的振动信号特征91

5.2　齿轮均匀磨损94

5.3　轴不对中96

5.4　箱体共振97

5.4.1　壳体共振97

5.4.2　箱体共振调制98

5.5　断齿98

5.6　轴轻度弯曲101

5.7　轴严重弯曲102

5.8　轴向窜动104

5.9　轴有较严重的不平衡105

5.10　轴承疲劳剥落和点蚀107

5.11　小结108

第6章　齿轮箱振动与噪声测试方法与监测标准110

6.1　箱体振动的测试110

6.1.1　磁电式振动速度传感器及其二次仪表111

6.1.2　压电式振动加速度传感器及其二次仪表114

6.1.3　磁电式或光电式转速传感器及其二次仪表120

6.1.4　滤波器121

6.1.5　A/D转换器123

6.1.6　记录装置123

6.1.7　分析仪器123

6.2　轴扭转振动的测试124

6.3　噪声的测试126

6.3.1　噪声测量常用仪器126

6.3.2　声压级的测量128

6.3.3　声功率级的测量128

6.3.4　声强的测量129

6.4　齿轮箱振动与噪声标准的建立方法和一些典型标准132

6.4.1　建立标准的方法132

6.4.2　现有的一些测量参考标准和方法133

第7章　齿轮箱故障诊断方法146

7.1　振动与噪声故障诊断方法147

7.1.1　齿轮箱故障的振动与噪声诊断策略147

7.1.2　振动与噪声故障诊断方法149

7.1.3　齿轮箱故障简易诊断方法150

7.1.4　齿轮箱故障精密诊断方法：人工精密诊断和自动诊断方法153

7.2　基于扭振信号的故障诊断方法164

7.2.1　齿轮扭振信号测试164

7.2.2　扭振信号与箱体诊断信号的比较165

7.2.3　扭振信号处理及故障诊断165

7.3　设备故障诊断中的润滑油分析技术166

7.3.1　润滑油的理化性能检测方法167

7.3.2　光谱分析法169

7.3.3　铁谱分析法174

7.3.4　利用油液分析技术进行设备故障诊断实例183

第8章　齿轮箱故障诊断的仪器187

8.1　简易振动诊断常用仪器187

8.2　精密振动与噪声诊断常用仪器196

8.2.1　传感器和二次仪表196

8.2.2　数据采集器205

8.2.3　磁带记录仪207

8.2.4　频谱分析仪209

8.2.5　声级计213

8.3　润滑油分析常用仪器214

第9章　齿轮及齿轮箱故障诊断的工业实例217

9.1　机床主轴箱齿轮故障诊断实例217

9.1.1　机床传动系统轴故障的诊断217

9.1.2　立式车床传动箱轴弯曲故障的诊断218

9.1.3　车床传动箱齿轮故障的诊断222

9.1.4　立车传动箱齿轮磨损和轴弯曲故障的诊断222

9.1.5　内圆磨床电动机转子故障的诊断224

9.2　汽车变速器故障诊断实例229

9.2.1　某EQ140变速器出现齿轮均匀磨损故障的诊断229

9.2.2　东风4型机车起动变速器故障诊断232

9.3　大型水泥磨机齿轮箱故障诊断实例236

9.3.1　某厂水泥磨机的故障诊断236

9.3.2　水泥球磨机传动系统的故障诊断239

9.3.3　水泥磨机减速器齿轮故障的诊断分析241

9.4　旋转机械中齿轮箱故障诊断实例243

9.4.1　风机机组增速器齿轮故障的诊断分析243

9.4.2　煤气鼓风机组增速器齿轮故障诊断分析246

9.4.3　空压机组增速器故障的诊断分析250

9.5　工程机械中齿轮箱故障诊断实例253

9.5.1　精轧机齿轮故障的诊断254

9.5.2　齿轮箱螺栓拉断故障的诊断257

9.6　齿轮箱的噪声诊断实例260

9.6.1　齿轮故障诊断实例260

9.6.2　基于声测法的齿轮箱齿轮故障诊断263

9.6.3　汽车变速器齿轮制造缺陷的声频特征提取265

9.7　齿轮箱的油液诊断实例267

9.7.1　卸船机减速齿轮箱故障的诊断267

9.7.2　应用油液分析技术诊断掘进机减速器故障275

9.7.3　应用铁谱分析技术诊断大型提升机减速器278

参考文献280