经由对齿轮箱实际应用的分析，不难测定其故障。整个齿轮箱系统包含了轴承、齿轮、传动轴和箱体结构等部件，作为一类常用的机械动力系统，它在持续运动地同时，非常容易出现机械配件的故障，特别是轴承、齿轮和传动轴这三个零件，其他发生故障的几率明显比它们低。
齿轮执行任务时，因种种复杂的因素影响而缺乏工作的能力，功能参数的数值超越了允许的*大临界数值，这发生了典型的齿轮箱故障。其表现形式也五花八门，通观全局，其主要分为两大类：第一是齿轮在日积月累的转动中逐渐产生的，因齿轮箱的外表面在承担相对大负载的过程中，互相啮合的齿轮的间隙中又会出现相对滚动力与滑动力，滑动时候的摩擦力与极点两端的方向刚好相反，久而久之，长期的机械运行会使齿轮胶合、出现裂隙、加大磨损的程度，齿轮断裂也就成为必然了。另外一类故障是因工作人员不熟悉安全操作流程或者违背了作业规范与要求，在安装齿轮时出现疏忽，亦或是在起初制造中为故障的发生埋下了隐患，这一故障常常是因为内孔与齿轮的外部圆圈不在相同的圆心上，齿轮交互啮合时的形状存在误差和轴线分布不对称。
除此之外，在齿轮箱的每个配件中，轴也是会轻易出现闪失的一个零件，当有比较大的负载冲击轴时，轴就会迅速地发生形变，直接诱发齿轮箱的这一故障。当对齿轮箱的故障诊断时，形变程度各异的轴对于齿轮箱故障的影响效果是不一致的，当然其间也会有不一样的故障表现，所以说轴的扭曲变形也有重度和轻度之分。轴的失衡会带来故障，其原因如下：在负载大的环境下工作，久而久之形变也在所难免；轴本身在生产、制造和加工等诸多工艺流程中暴露出一系列缺陷，致使新铸就的轴会呈现严重失衡的情况。
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