[科普中国]-正齿轮箱

正齿轮箱也叫偏心轴齿轮箱，其直径一般为37MM，其轴承为含油轴承支撑，同等条件下寿命长，及噪音特别小，是通过大小齿轮的啮合来实现变速效果的一种变速装置，在工业机械的变速方面有很多的应用。正齿轮箱中的低速轴上安装有大齿轮，高速轴上安装有小齿轮，通过齿轮间的啮合和传动作用，就可以完成加速或减速的过程。

基本概念工作原理转动轴带动齿轮箱内的扇形齿轮转动将力垂直传递到另一个转动轴，就是一个大的齿轮带动小的齿轮转动或小齿轮带大齿轮转动。齿轮箱是各种冷弯设备配套产品，主要用作改变传动方向和改变转动力矩，也可用作其他机械转动要求类似的驱动装置。1

正齿轮箱的用途1、加速减速，就是常说的变速齿轮箱。

2、改变传动方向，例如我们用两个扇形齿轮可以将力垂直传递到另一个转动轴。

3、改变转动力矩.同等功率条件下，速度转的越快的齿轮，轴所受的力矩越小，反之越大。

4、离合功能: 我们可以通过分开两个原本啮合的齿轮，达到把发动机与负载分开的目的.比如刹车离合器等。 5、分配动力.例如我们可以用一台发动机，通过齿轮箱主轴带动多个从轴，从而实现一台发动机带动多个负载的功能。

正齿轮箱主要的故障信号特点正齿轮箱中的轴、齿轮和轴承在工作时都会产生振动。当正常工作时，齿轮箱的振动信号是平稳的，其主要成分是各轴的转频和齿轮的啮合频率。当任一部件发生故障时，其振动信号的幅值、频率都会发生相应的改变。1

时域特征分析1、振动信号是稳态信号：与正常齿轮箱振动信号相比，这种信号的变化仅仅是幅值的变化，它所对应的故障主要是齿轮的均匀磨损，使得轮齿变薄、齿型误差变大，引发振动的能量变大。

2、振动信号是周期平稳信号：”在这种信号中出现有规律的冲击或者是调制现象，它所对应的故障主要有齿轮的点蚀、疲劳剥落、齿型误差、安装误差，轴的弯曲、不平衡、不对中以及滚动轴承的剥落等情况。

3、振动信号是非周期性信号：在这种信号中出现了无规律的冲击或调制现象，它所对应的主要是齿轮或轴承的严重故障，比如齿轮的断齿、胶合，轴承的压痕、断裂等。

频域特征分析下面对这些振动信号常出现的频率特点、调制规律进行介绍，在设置采样频率以及进行数据分析时应引起注意。

1、振动信号中出现轴频及其高次谐波；

2、振动信号中出现齿轮的啮合频率及其高次谐波；

3、振动信号出现以齿轮啮合频率及其谐波为载波频率，齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率的啮合频率边频带；

4、振动信号出现以齿轮固有频率及其谐波为载波频率，齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率的边频带；

5、振动信号出现以齿轮箱固有频率及其谐波为载波频率，齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率的边频带；

6、振动信号出现以外圈的各阶固有频率为载波频率，产生剥落元件的通过频率为调制频率。2

正齿轮箱的主要故障形式齿形误差这种情形下振动信号出现以齿轮啮合频率及其谐波为载波频率，齿轮所在转轴转频及其倍频为调制频率的啮合频率调制；一般的齿形误差产生的调制边频带窄，以一阶边频调制为主，且边频带的幅值较小；若齿形误差较为严重，则会激起齿轮的固有频率，出现以齿轮故有频率及其谐波为载波频率，齿轮所在轴的转频及其倍频为调制频率的齿轮共振频率调制，振动能量（有效值和峭度）有一定程度的增大。2

齿轮齿面均匀磨损齿轮的啮合频率及其谐波的幅值明显增大；如果为不均匀磨损，会产生以齿轮啮合频率及其谐波为载波频率，齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率，但幅值小。

断齿以齿轮啮合频率及其谐波为载波频率，故障齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率，调制边频带宽而高；以齿轮各阶固有频率及其谐波为载波频率，故障齿轮所在轴转频及其倍频为调制频率，调制边频带宽而高；振动能量有很大的增加。

齿轮箱的特点和作用1、齿轮箱的产品选择面广

齿轮箱通常是采用通用的设计方案，但是在特殊情况下齿轮箱的设计方案可以根据使用者的需求而进行变化，变型为行业专用的齿轮箱。齿轮箱的设计方案中，平行轴、直立轴、通用箱体和各种零部件都能按照使用者要求更改。

2、齿轮箱的运行稳定

齿轮箱的运行稳定可靠，传动功率较高。齿轮箱的外部箱体结构可以使用吸音材质制造，降低齿轮箱工作过程中产生的噪音。齿轮箱本身具备的箱体结构配合大风扇能有效降低齿轮箱的工作温度。在使用齿轮箱的过程中要及时的主要齿轮箱的清洗问题。齿轮箱清洗机利用齿轮箱原有的给排油系统以及过滤后的润滑油对齿轮箱进行清洗，不改变齿轮箱任何硬件设施、不添加任何清洗剂，保证了齿轮箱安全运营，延长了齿轮箱的使用寿命。

3、齿轮箱的功能齐全

齿轮箱除了减速功能之外，还具有改变传动方向和传动力矩的功能，例如齿轮箱在采用两个扇形齿轮后可以将力垂直传递到另一个转动轴来实现传动方向的改变，而齿轮箱改变传动力矩的原理是，同等功率条件下，速度转的越快的齿轮，轴所受的力矩越小，反之越大。1

本词条内容贡献者为:

王伟 - 副教授 - 上海交通大学