行星齿轮箱扭振信号故障特征提取研究

发布时间：2023-10-30 19:36

　　行星齿轮箱具有传动比大、体积小、承载能力大、工作稳定等诸多优点,广泛使用于航空领域、风力发电等机械传动系统中,行星齿轮箱工作运行时状态与机械设备工作效率密切相关,但又因行星齿轮箱长期处于高强度、高负荷的恶劣环境中工作,容易产生疲劳裂纹及齿轮磨损等机械故障。所以对行星齿轮箱进行故障诊断领域的研究有着重要意义,可以提前诊断出故障、提高设备使用寿命,预防突发性故障等。为此,本文研究了基于扭振信号行星齿轮箱故障特征提取,主要内容如下:提出并实现了基于安装在行星齿轮箱上的增量式编码器采集扭振信号的测量方法,通过高频脉冲计数原理选择多功能数据采集卡和高分辨率的编码器,完善行星齿轮箱相应的软件数据采集系统,再增加所需的硬件配置,搭建出完整的行星齿轮箱故障诊断实验平台。介绍了行星齿轮箱扭振信号有关的频谱特征,通过实验对比分析出扭振信号的可行性,相对于横向振动信号,扭振信号具有频谱结构简单、信噪比高、不易受其他振源影响、对故障敏感等优点,确定扭振信号为行星齿轮箱故障诊断实验分析信号。分别研究了在空载和不同负载下行星齿轮箱输入轴与输出轴的扭振信号,并分别在正常状态与断齿故障状态下对比分析,认为行星齿轮箱在...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 本课题的研究目的及意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本课题的主要研究内容和工作
第2章 故障齿轮及行星齿轮箱扭振信号模型
    2.1 齿轮的失效形式
    2.2 齿轮振动机理
    2.3 行星齿轮扭振信号频谱特征
        2.3.1 分布式故障扭振信号模型
        2.3.2 分布式故障特征频率
        2.3.3 局部故障扭振信号模型
        2.3.4 局部故障特征频率
    2.4 行星轮系传动比
    2.5 啮合频率的计算
    2.6 本章小结
第3章 行星齿轮扭振信号采集系统
    3.1 扭振简介
    3.2 扭振测量方法
    3.3 增量式编码器和高频脉冲计数法
        3.3.1 增量式编码器简介
        3.3.2 脉冲时序计数法原理
        3.3.3 增量式编码器扭振测量原理
    3.4 采集系统总体构成
        3.4.1 机械设备
        3.4.2 增量式编码器
        3.4.3 多功能数据采集卡
        3.4.4 其他设备
        3.4.5 行星齿轮箱故障诊断试验平台
    3.5 采集系统软件部分
    3.6 本章小结
第4章 基于扭振信号的行星齿轮故障分析实验
    4.1 扭振信号与横向振动信号对比分析
    4.2 故障齿轮的扭振信号分析
    4.3 空载时行星齿轮箱输入输出轴扭振信号对比
        4.3.1 正常工况时输入输出轴扭振信号对比分析
        4.3.2 正常与断齿工况下输入轴扭振信号对比分析
        4.3.3 正常与断齿工况下输出轴扭振信号对比分析
        4.3.4 断齿工况下输入输出轴扭振信号对比分析
    4.4 不同负载工况下输入输出轴扭振信号对比分析
    4.5 不同负载下故障指标对比分析
    4.6 本章小结
第5章 基于H-P滤波与VMD的行星齿轮箱故障特征提取
    5.1 H-P滤波与VMD介绍
    5.2 模拟分析
    5.3 故障齿轮扭振信号分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3859057