图12   局部异常的齿轮频谱

        5.齿距误差
        齿距误差是指一个齿轮的各个齿距不相等，存在有误差。齿距误差是由齿形误差造成的。几乎所有的齿轮都有微小的齿距误差。
        (1)时域特征
        具有齿距误差的齿轮，其振动波形理论上应具有调频特性，但由于齿距误差一般在整个齿轮上以谐波形式分布，故在低频下也可以观察到明显的调幅特征，如图13所示。

图13  有齿距误差齿轮的振动波形

        (2)频域特征
        有齿距误差的齿轮，由于齿距的误差影响到齿轮旋转角度的变化，在频率域表现为包含旋转频率的各次谐波mf_r（m=1，2，…）、各阶啮合频率nf_c(n=1，2，…)以及以故障轮的旋转频率为间隔的边频nf_c士mf_r（n，m＝1，2,…）等，图14表示具有齿距误差的齿轮的频谱特征。

图14 有齿距误差齿轮的频谱

        6.不平衡齿轮的时域特征与频域特征
        齿轮的不平衡是指齿轮的质心和回转中心不重合，从而导致齿轮副的不稳定运行和振动。
        (1)时域特征
        具有不平衡质量的齿轮在不平衡力的激励下会产生以调幅为主、调频为辅的振动，其振动波形如图15所示。

图15  不平衡齿轮的振动波形

        (2)频域特征
        由于齿轮自身的不平衡产生的振动，将在啮合频率fc及其谐波两侧产生mf_c±nf_r( m，n＝1, 2, 3,…)的边频族；同时，受不平衡力的激励，齿轮轴的旋转频率及其谐波nfr的能量也有相应的增加，如图16所示。

图16 不平衡齿轮的频谱

        三、常见齿轮故障的振动时域波形、频谱特征对照
        表1-1是几种常见齿轮故障的振动时域波形、频谱特征的对照。
        四、齿轮箱常见故障诊断
        实际工程中是没有孤立的齿轮副，所有的齿轮副都需要安装到齿轮箱中或安装到特定的支架上，还需要配以轴承或轴瓦。因此，对齿轮的故障诊断实际上是对齿轮箱的故障诊断。
        对齿轮箱的故障诊断综合了对转子（参考旋转机械部分）、滚动轴承和齿轮故障诊断内容，在此给出一个简表供参考。
        齿轮箱各不同部件故障的振动特征如表1-2所示。

表1-1  常见齿轮故障的振动时域波形及频谱特征的对照 

表1-2  齿轮箱故障的振动特征简表