图3　BJ212型变速箱传动简图(正视图)

表1　轴频与齿轮的啮合频率(Hz)

图4　径向垂直振动频谱图 图5　径向水平振动频谱图

图6　轴向振动频谱图 图7　轴端噪声谱图

图8　径向垂直振动与噪声的相干函数

　　图8所示径向垂直振动与噪声之间所做的相干函数表明，在558.9Hz处，相干系数为0.795，噪声中的这个主要成分是由Z15/Z29这对齿轮的啮合引起的，而这对啮合齿轮引发强烈噪声的原因，可以通过对振动频谱图的分析得到。
　　由图4～6可以看出，虽然所测的是同一点的振动，其频谱图所包含的信息却是有所不同。相干函数表明，特别是在径向垂直振动的谱图上，明显地出现了Ⅱ轴的轴颈f₂及其高次谐频2f₂、3f₂、…。同时我们还注意到，三个方向振动的频谱图包含有相同的信息，即在啮合频率558.9Hz两边具有明显的边频带，而且边带族以558.9±n×19.44Hz比较突出，而其它边带族并不明显。实际上的Ⅰ、Ⅱ档下这些特征反映的同样十分明显^［3］。这都说明Ⅱ轴的轴频是一个调制源，表明故障发生在该轴上。Ⅱ轴的不对中或Z29这个齿轮出现损伤可引起以上故障。
　　谱图上轴承的特征频率并不突出，说明轴承的振动对噪声贡献不大，亦即故障并不来自轴承。本文检测后经有关人员对测试对象开箱检验，发现Z29这个齿轮有一齿出现明显损伤。

3　结　论

　　本文以噪声作为故障症状，通过相干函数分析确定相关的振动信号，从而由振动信号的频谱特征分析故障原因，实验表明这种方法能够建立故障征兆空间与故障状态空间的映射，故具实际效果。
　　振动和噪声的谱分析作为一种传统的分析手段，其丰富的诊断事例还为诊断专家系统提供了丰富的专家知识，从而决定性地提高专家系统的水平。所以，基于相干理论的针对性实验研究，对于现代故障诊断理论在工程实际中更好地发挥其作用有着重要意义。