齿轮箱可以调节转速,在重载、高速、化学腐蚀等条件下长时间工作,齿轮会发生磨粒磨损、疲劳磨损、齿轮折断最终导致齿轮箱报废。若在齿轮失效之前及时更换发生故障的齿轮,可以在保证安全的情况下最大限度利用资源,为了探究齿轮缺陷出现以后,不同载荷条件下齿轮磨损状态,以及缺陷点附近磨损迁移变化情况,本文利用油液分析技术辅助以振动波形分析,对不同负载下的缺陷齿轮磨损衰退过程的演变进行研究。本文通过SOLIDWORKS对分别带有1、2、3个圆坑缺陷的齿轮轮齿进行建模,利用ABAQUS进行动力学分析,观察不同齿面应力分布情况。在疲劳磨损实验台上分别进行了3组不同工况条件下的恒载正常齿轮、恒载缺陷齿轮、阶梯变载缺陷齿轮的磨损实验,实现了正常齿轮与缺陷齿轮,低载缺陷齿轮与重载缺陷齿轮的对比实验。在实验过程中对齿轮箱油液与振动信号进行不间断取样,油样处理后利用颗粒计数器测得磨粒数量与尺寸随时间变化曲线,同时制成铁谱片在金相显微镜下观察磨粒分布以及磨粒形貌特征并对振动信号进行时域分析,得到齿轮运行过程振幅变化特征,将振动信号分析结果与颗粒计数器测量结果相结合,探究初始圆坑缺陷、重载工况与油液磨粒尺寸、数量及振动变化情况的关联,最后对实验齿轮表面切片处理,借助金相显微镜和SEM电镜观测齿面表面缺陷发展、迁移变化情况,从不同研究方向对重载工况下缺陷齿轮磨损过程演变进行分析。划痕缺陷极易导致齿轮折断,不利于探究齿轮表面形貌的变化情况。本文齿轮表面缺陷选择常见圆坑缺陷,缺陷位置为点蚀最易出现的节线附近。最终实验结果表明:初始缺陷会导致齿轮表面应力集中且数值高达数倍;初始圆坑缺陷附近无明显磨损痕迹;初始圆坑缺陷低载荷工况下齿轮振幅增加不明显,磨损情况影响不大,但齿轮振动稳定性变差;齿轮磨损与振动对重载荷有较高敏感性,稳定磨损阶段载荷突变会使齿轮重新进入磨合期产生较多大磨粒且振幅增加;初始圆坑缺陷会削减齿轮稳定磨损期缩短齿轮使用寿命,磨损后期导致磨损加剧、振幅增加数倍且伴随较大冲击载荷;适当的分段加载载荷利于降低磨损延长齿轮使用寿命。