齿轮箱异常振动的原因是什么？

杰呈

正常运行的齿轮箱会产生一定程度的振动，这是由于其内部齿轮的啮合、轴承的转动等机械运动所引起的。但当振动超出正常范围时，就表明齿轮箱可能存在故障或潜在问题。及时准确地找出齿轮箱异常振动的原因，对于保障设备的正常运行、延长使用寿命、降低维修成本具有重要意义。

齿轮本身问题导致的异常振动齿轮制造误差

• 齿形误差：齿轮在加工过程中，由于刀具的磨损、机床的精度不足等原因，可能导致齿形偏离理论齿形。这种齿形误差会使齿轮在啮合时产生冲击和振动，尤其是在高速运转时，振动会更加明显。例如，渐开线齿轮的齿形误差会使齿轮的啮合点偏离正确的位置，导致啮合不平稳，从而引起振动。
• 齿距误差：齿距误差是指相邻两齿同侧齿廓之间的实际齿距与理论齿距的偏差。齿距误差会使齿轮在旋转过程中产生不均匀的载荷分布，导致齿轮的转动不平稳，进而引发振动。当齿距误差较大时，齿轮在啮合时会产生明显的冲击和噪声。
• 基节误差：基节是齿轮上相邻两齿同侧齿廓在分度圆上的弧长。基节误差会影响齿轮的正确啮合，使齿轮在啮合时产生干涉或间隙，从而导致振动和噪声。例如，当主动轮的基节大于从动轮的基节时，在啮合过程中会出现冲击现象，引起振动。
  

齿轮磨损

• 正常磨损：齿轮在长期运行过程中，由于齿面之间的相对滑动和滚动摩擦，会逐渐发生磨损。正常磨损会使齿面变薄，齿形改变，导致齿轮的啮合精度下降，从而引起振动。随着磨损的加剧，振动会逐渐增大，同时还可能伴有噪声的增加。
• 磨粒磨损：如果齿轮箱内的润滑油中含有杂质，如金属颗粒、灰尘等，这些杂质会在齿面之间起到磨粒的作用，加速齿面的磨损。磨粒磨损会使齿面出现划痕、麻点等缺陷，严重影响齿轮的啮合性能，导致振动加剧。
• 疲劳磨损：在交变载荷的作用下，齿轮齿面会逐渐产生疲劳裂纹，随着裂纹的扩展，最终会导致齿面剥落。疲劳磨损会使齿轮的齿形发生严重破坏，啮合不平稳，从而引起强烈的振动和噪声。
  

齿轮损伤

• 齿面胶合：当齿轮在高速重载或润滑不良的情况下运行时，齿面之间的油膜可能会被破坏，使两个齿面直接接触。在高温和高压的作用下，齿面会发生粘着现象，当齿轮继续转动时，粘着部分会被撕裂，形成胶合损伤。齿面胶合会使齿轮的啮合表面变得粗糙，导致振动和噪声增大。
• 齿面点蚀：在交变应力的作用下，齿轮齿面的表层会产生微小的裂纹，这些裂纹逐渐扩展并相互连接，形成小坑，即点蚀。点蚀会使齿面的有效承载面积减小，导致齿面应力集中，从而引起振动加剧。点蚀通常首先出现在齿根附近，随着损伤的加重，会逐渐向齿面中部扩展。
• 齿轮断裂：齿轮断裂是一种严重的故障，通常是由于齿轮承受的载荷过大、存在制造缺陷或疲劳损伤等原因引起的。齿轮断裂会导致齿轮箱的传动系统突然失效，同时会产生强烈的振动和冲击，对设备造成严重的损坏。
  

轴承故障引起的异常振动轴承磨损

• 滚动轴承的滚动体和滚道磨损：滚动轴承在长期运行过程中，滚动体和滚道之间会发生相对滚动和滑动摩擦，导致磨损。磨损会使轴承的游隙增大，旋转精度下降，从而引起齿轮箱的振动。当磨损严重时，轴承可能会出现卡滞现象，使振动急剧增大。
• 滑动轴承的轴瓦磨损：滑动轴承的轴瓦与轴颈之间通过润滑油膜进行润滑和减摩。如果润滑不良或轴瓦材料选择不当，轴瓦会出现磨损。轴瓦磨损会使轴颈与轴瓦之间的间隙增大，导致轴的振动加剧，进而影响齿轮的正常啮合，引起齿轮箱的异常振动。
  

轴承损伤

• 滚动轴承的疲劳剥落：滚动轴承在交变载荷的作用下，滚动体和滚道表面会产生疲劳裂纹，随着裂纹的扩展，最终会导致表面金属剥落。疲劳剥落会使轴承的旋转不平稳，产生冲击和振动，这种振动会通过轴传递到齿轮箱的其他部件，引起整个齿轮箱的异常振动。
• 轴承保持架损坏：轴承保持架的作用是保持滚动体之间的相对位置，使其均匀分布在滚道上。如果保持架损坏，如断裂、变形等，会导致滚动体运动紊乱，相互碰撞，从而产生强烈的振动和噪声。
  

轴承安装不当

• 轴承间隙调整不当：轴承间隙过大或过小都会影响齿轮箱的正常运行。间隙过大会使轴承的旋转精度下降，产生振动；间隙过小则会增加轴承的摩擦力，导致发热和磨损加剧，同样会引起振动。
• 轴承安装歪斜：如果轴承在安装过程中出现歪斜，会使轴的旋转中心发生偏移，导致齿轮啮合不正确，从而引起振动。此外，轴承安装歪斜还会使轴承承受不均匀的载荷，加速轴承的损坏。