機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)主要依靠成組的齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。而影響齒輪傳動(dòng)低的因素很多，涉及到整個(gè)主軸系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)中各類(lèi)零件按損壞比例高低依次為：齒輪、軸承、軸、箱體、緊固件和油封，其中前三類(lèi)回轉(zhuǎn)件所占比例分別為60%、19%和10%，合計(jì)占總數(shù)的89%。因此，機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷主要是回轉(zhuǎn)件的故障診斷。
因此要想對(duì)機(jī)床故障做出準(zhǔn)確的診斷預(yù)先掌握各種故障的特征，但是由于機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)種類(lèi)繁多，任何研究都不可能囊括其全部。這里利用試驗(yàn)并結(jié)合現(xiàn)有的研究結(jié)果對(duì)幾種典型故障特征進(jìn)行分析。
(1)齒形誤差
關(guān)于齒輪的齒形誤差對(duì)振動(dòng)信號(hào)的影響，學(xué)者已進(jìn)行了大量理論和實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析結(jié)果表明，由于齒形誤差產(chǎn)生傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的激勵(lì)，使齒輪振動(dòng)信號(hào)呈現(xiàn)明顯的調(diào)制現(xiàn)象，其頻譜特征是：以齒輪的嚙合頻率及其倍頻為中心頻率，在其周?chē)芗胤植贾札X輪回轉(zhuǎn)頻率為調(diào)制頻率的邊帶。當(dāng)齒形誤差嚴(yán)重時(shí)，由于激振能量較大，產(chǎn)生以齒輪各階固有頻率為載波頻率，齒輪所在軸轉(zhuǎn)頻及其倍頻為調(diào)制頻率的齒輪共振頻率調(diào)制現(xiàn)象。同時(shí)，振動(dòng)能量和包絡(luò)能量有程度的增大。
(2)輪齒磨損
機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)中的齒輪磨損一般是比較均勻的，這時(shí)沒(méi)有沖擊振動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生或沖擊很小，所以不會(huì)出現(xiàn)明顯的調(diào)制現(xiàn)象。當(dāng)磨損發(fā)展到程度時(shí)，嚙合頻率及其各階諧波幅值明顯增大，而且階數(shù)越高，諧波增大的幅度越大。同時(shí)，振動(dòng)能量有較大幅度的增加。
(3)斷齒
斷齒時(shí)域表現(xiàn)為幅值很大的沖擊型振動(dòng)，頻率等于有斷齒軸的轉(zhuǎn)頻。而頻域上在嚙合頻率及其高次諧波附近出現(xiàn)間隔為斷齒軸轉(zhuǎn)頻的邊頻帶；邊頻帶一般數(shù)量多、幅值較大、分布較寬。解調(diào)譜中常出現(xiàn)轉(zhuǎn)頻及其高次諧波，甚至出現(xiàn)10階以上。同時(shí)由于瞬態(tài)沖擊能量大，時(shí)常激勵(lì)起固有頻率，產(chǎn)生固有頻率調(diào)制現(xiàn)象。
(4)軸彎曲
軸輕度彎曲時(shí)，在齒輪傳動(dòng)中將導(dǎo)致齒形誤差，形成以嚙合頻率及其倍頻為載波頻率，以齒輪所在軸轉(zhuǎn)頻為調(diào)制頻率的嚙合頻率調(diào)制現(xiàn)象，如果彎曲軸上有多對(duì)齒輪嚙合，則會(huì)出現(xiàn)多對(duì)嚙合頻率調(diào)制。但一般譜圖上邊帶數(shù)量少而稀，它與齒形誤差雖有類(lèi)似的邊帶，但其軸向振動(dòng)能量明顯加大。
(5)軸向竄動(dòng)
當(dāng)軸上有兩個(gè)同時(shí)參與嚙合的斜齒輪時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生軸向竄動(dòng)現(xiàn)象。此時(shí)，時(shí)域表現(xiàn)為頻率與有故障軸上相嚙合的兩對(duì)齒輪中較大的嚙合頻率相等，一周內(nèi)有正負(fù)各一次大的尖峰沖擊振動(dòng)，頻域中嚙合頻率幅值明顯增大。
(6)軸不平衡
軸有較嚴(yán)重的不平衡時(shí)，在齒輪傳動(dòng)中將導(dǎo)致齒形誤差，形成以嚙合頻率及其倍頻為載波頻率，以齒輪所在軸轉(zhuǎn)頻為調(diào)制頻率的嚙合頻率調(diào)制現(xiàn)象，但一般譜圖上邊帶數(shù)量少而稀。但在譜圖中其有故障軸的轉(zhuǎn)頻成分明顯加大。
(7)軸承疲勞剝落和點(diǎn)蝕
滾動(dòng)軸承內(nèi)外環(huán)及滾動(dòng)體疲勞剝落和點(diǎn)蝕后，在其頻譜中高頻區(qū)外環(huán)固有頻率附近出現(xiàn)明顯的調(diào)制峰群，產(chǎn)生以外環(huán)固有頻率為載波頻率，以軸承通過(guò)頻率為調(diào)制頻率的固有頻率調(diào)制現(xiàn)象。由于滾動(dòng)軸承產(chǎn)生的振動(dòng)與齒輪振動(dòng)相比一般能量較小，解調(diào)譜中調(diào)制頻率幅值較小，一般只出現(xiàn)1階。