機械松動的核心機制是非線性與沖擊，松動在機械上引入了一個間隙，這個間隙使得系統的支撐剛度從線性變為高度非線性。在線性區，轉子在間隙內自由運動，剛度變低；在非線性區，部件接觸約束面，剛度瞬間變得很高，這種“軟-硬"切換或“碰撞"效應，是產生所有復雜頻譜特征的根源。

典型頻譜1：1倍轉速頻率大，而諧波很小

松動早期故障。雖然間隙存在，但轉子在運行中尚未（或很少）與約束面發生強烈的周期性碰撞。此時系統的非線性沖擊效應尚不明顯，主要表現為靜力學特性的改變（剛度降低）。轉子的軸心靜態位置會偏移，使得原有的質量不平衡力在剛度降低的方向上被顯著放大，表現為1×轉速頻率振動急劇增大。頻譜以基頻占絕對優勢，多出現在地腳螺栓輕微松動時。

典型頻譜2：1倍轉速頻率及諧波。

典型的的松動故障。間隙已經較大，部件在轉子旋轉過程中與約束面發生清晰、穩定的周期性碰撞。此時非線性沖擊效應主導了振動特征。頻譜從1倍轉頻開始幅值依次減小，此類頻譜多發生在間隙配合部位，由于間隙與不平衡耦合而產生；頻譜排列參差不齊，多為轉動部件活動造成。

典型頻譜3：1倍轉速頻率及奇數諧波。

很多資料引為松動的主要特征，但現實中很少見，這是一種理想化的理論模型。假設轉子在純徑向間隙內，每旋轉一周只發生一次對稱的單邊沖擊（例如，只在間隙底部撞擊一次）。這種“半波沖擊"的時域波形在數學上是半波對稱的，其傅里葉級數展開后，偶次余弦項系數為零，主要剩下基頻（1×）和奇次諧波（3×， 5×…）。

現實中由于存在不對中、重力或雙向間隙等原因，沖擊變得不對稱，從而引入強烈的偶次諧波（2×, 4×）。因此，“豐富諧波"比“純奇次諧波"更普遍。

典型頻譜4：1倍轉速頻率及諧波，某個高次諧波為主頻。

此類頻譜現實中經常得見，如，某部件數×轉速。在機械松動中多因當某個諧波頻率恰好接近或等于該機械系統中的某個固有頻率時，引發的局部共振，導致該階次諧波的幅值異常巨大，甚至超過1×。

典型頻譜5：1倍轉速頻率及諧波、次諧波。

次諧波的產生是嚴重松動和強非線性的標志。次諧波意味著轉子運動不再是每轉重復一次，而是需要旋轉多圈才完成一個完整的振動周期。例如，1/2×次諧波，表示轉子的沖擊運動是“每兩轉重復一次"。這可能是因為轉子第一次撞擊后彈開，第二次旋轉時未能再次撞擊，到第三轉才又撞擊。

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