齿轮的故障诊断可以根据该机器的结构参数、周围的环境，以及它的历史运行过程和它曾发生的故障及其维修情况来得到齿轮的的实际信息。通过这些测得的信息，再对齿轮故障及其特点进行分析，并分析和预测故障发生的趋势，以此确定齿轮故障发生的部位，是齿根还是齿面等其它部位；齿轮故障的具体类型，是断齿还是点蚀等其它故障；齿轮故障的程度，是轻度还是重度，是早期还是晚期；齿轮故障带来的后果，是影响机器的运转还是将严重威胁财产安全等；齿轮发展的趋势，是短期内不会影响机器运行还是将使机器停转等。如果要了解故障维修的方法和预测故障的措施，首先要了解和掌握设备的运行状态，结合系统的运行历史和现状以及环境因素，利用各种状态监测和和故障诊断的分析判别方法；接着判断机器是否处于正常运转状态，由计算机显示出机器是否发生故障。由显示的故障与否，为设备的性能评估、合理使用和安全工作、故障分析提供数据和信息。在对齿轮箱不拆卸的情况下,对齿轮箱的故障特征信息进行提取并对数据进行预处理和研究。

在齿轮故障中，振动信号是显示特征信息的重要载体，所以要通过传感器收集数据信息，经过电荷放大器、采集卡收集数据。对数据进行分析来判断齿轮是否发生故障。这种诊断方法就是常用的齿轮故障诊断方法。在机械传动中，统计数据得到这样的结论，由齿轮故障引起的故障高达50%以上，在齿轮箱中齿轮发挥着不可替代的作用。它能连接机构，而且还能传递力。对于突然发生的事故会减少，设备维修费用也会降低，所以它在这些方面得到了广泛的重视和应用。随着齿轮的广泛应用和机器的复杂化精密化，齿轮的故障诊断也逐渐受到重视。

1。2 课题研究现状

1。3 本章小结

本章主要讲了研究和设计齿轮故障实验平台的目的和重要意义，以及目前的发展现状。从这些方面得知，齿轮故障实验平台的研究还有重大前景，这就是我们设计齿轮故障实验平台的意义。

2 故障齿轮的机理分析

2。1 故障齿轮的模型 

齿轮在传动过程时，齿轮可当做有质量的弹簧，对这一对齿轮进行研究时，则把此齿轮传动可以化简成振动模型来分析。其分析图见图2-1。

图2-1 齿轮副力学模型

其振动方程为：         （2-1）

式中 —齿轮在作用线上的相对位移；

—齿轮啮合阻尼；

—齿轮啮合刚度；

—作用于齿轮上的扭矩；

—齿轮的节圆半径；

—齿轮副的传动比；

—在齿轮发生故障的情况下，比如齿轮断齿等引起的误差，使这一对齿轮在作用线方向上的产生相对位移；

—换算质量。        （2-2）

在不考虑摩擦力的情况下，则,则e(t)可以看成两部分构成：

其中为齿轮在负载时，会有平均静弹性变形；为因为齿轮的故障，比如断齿等，使这一对齿轮两者之间产生位移，所以这样表达式也称为故障函数。这样式2-1可简化为        （2-4）

由上式可知，齿轮的振动属于自激振动,公式2-4的左边表示齿轮本身应该有的振动，右侧指的的是激振函数,从激振函数可以出，齿轮的振动是由两部分造成的，一部分是,它和齿轮的误差以及故障没有直接联系，所以称为常规振动；另一部分为，它由齿轮的综合刚度以及故障函数来决定，因此这第二部分可以更好的解释频谱图中边频的存在以及和故障之间的关系[4]。