基于非平穩(wěn)信號(hào)的行星齒輪箱故障診斷.pdf

1、目前，很多大型的機(jī)械設(shè)備都需要很大的傳遞動(dòng)力，行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)就是其中應(yīng)用最廣的傳遞機(jī)構(gòu)。行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于輪船、飛機(jī)、風(fēng)電等設(shè)備上，如果行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障，就可能使得整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)停止工作，造成的損失是不可估量的。
　　行星齒輪箱和定軸傳動(dòng)齒輪箱不同，行星齒輪箱由多個(gè)部件組成，單級(jí)的行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)一般包含一個(gè)太陽(yáng)輪，多個(gè)行星輪，一個(gè)齒圈和行星架，齒圈在一般情況下被固定在齒輪箱上，太陽(yáng)輪在動(dòng)力作用下自轉(zhuǎn)，多個(gè)行星輪

2、均勻分布在太陽(yáng)輪周圍，繞太陽(yáng)輪公轉(zhuǎn)，并且行星輪每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)齒都會(huì)和太陽(yáng)輪與齒圈產(chǎn)生一次嚙合。因此，行星齒輪箱中齒輪的運(yùn)動(dòng)是典型的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，使得其振動(dòng)響應(yīng)比定軸齒輪箱更為復(fù)雜，導(dǎo)致了相應(yīng)的故障診斷具有自身的難點(diǎn)。并且在實(shí)際的工作條件下，行星齒輪箱常常會(huì)處于非平穩(wěn)狀態(tài)下進(jìn)行工作，而目前對(duì)于行星齒輪箱非平穩(wěn)狀態(tài)下的故障診斷研究很少，因此，對(duì)行星齒輪箱非平穩(wěn)狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析研究并對(duì)其進(jìn)行故障診斷具有重大的意義。
　　針對(duì)行星齒輪

3、箱振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)的非平穩(wěn)性、傳遞路徑復(fù)雜的問(wèn)題，本文提出了一系列的解決辦法，并做了如下工作：
　　(1)針對(duì)行星齒輪箱這一研究對(duì)象，總結(jié)了行星齒輪箱不同結(jié)構(gòu)故障下行星齒輪箱理論振動(dòng)模型，并且分析了行星齒輪箱的故障特征頻率及故障判斷依據(jù)。
　　(2)針對(duì)非平穩(wěn)信號(hào)中頻率非平穩(wěn)這一研究特點(diǎn)，提出用階次分析的方法來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析。介紹了階次分析的理論內(nèi)容及其應(yīng)用，說(shuō)明了階次分析在旋轉(zhuǎn)機(jī)械變轉(zhuǎn)速工況下故障診斷的重要作用。結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)備和

4、階次分析方法，計(jì)算行星齒輪箱的各個(gè)階次成分，利用階次分析的方法對(duì)采集到的行星齒輪箱變轉(zhuǎn)速下的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了變轉(zhuǎn)速下行星齒輪箱的故障診斷。
　　(3)針對(duì)非平穩(wěn)信號(hào)中振幅非平穩(wěn)這一研究特點(diǎn)，對(duì)行星齒輪箱嚙合振動(dòng)機(jī)理進(jìn)行分析，提出行星齒輪箱加速度振動(dòng)信號(hào)的振幅和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了變轉(zhuǎn)速下行星齒輪箱振動(dòng)信號(hào)振幅的平穩(wěn)化處理。
　　(4)針對(duì)行星齒輪箱信號(hào)傳遞路徑的復(fù)雜性，提出了潮汐階次這一可以用來(lái)揭示傳遞路徑對(duì)信號(hào)調(diào)