齒輪箱振動仿真及故障診斷研究.pdf

1、齒輪箱作為機(jī)器設(shè)備的關(guān)鍵部件之一被廣泛應(yīng)用于許多機(jī)械產(chǎn)品中。隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，齒輪箱是否能夠正常運轉(zhuǎn)對生產(chǎn)實踐的影響也越來越大。因此，大力發(fā)展和研究有效的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測以及故障診斷技術(shù)對于解決和完善現(xiàn)有設(shè)備管理和維修的局限與不足具有非常重要的意義。
　　振動信號是觀測齒輪箱運行狀態(tài)的主要參數(shù)之一，因此，本文將齒輪箱振動信號作為齒輪箱運行狀態(tài)監(jiān)測以及齒輪箱故障診斷的主要研究對象?；邶X輪箱振動機(jī)理的研究工作，通過仿真分析軟件計算

2、得到了齒輪箱箱體在齒輪嚙合動態(tài)激勵力作用下的振動響應(yīng)，并將得到的計算結(jié)果與試驗信號進(jìn)行了對比分析。通過對多種數(shù)據(jù)處理方法的研究，比較了這些方法在齒輪箱故障診斷應(yīng)用中的優(yōu)劣，其中對小波分析方法和小波包分析方法的原理、意義以及在齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用作了重點分析。針對監(jiān)測得到的齒輪箱故障振動信號通常多處于非平穩(wěn)狀態(tài)的特點，本文提出了一種基于小波包降噪和非線性Teager能量算子的信號特征參數(shù)提取方法。論文的主要研究結(jié)果包括:
　　1)

3、以齒輪箱振動機(jī)理的研究為基礎(chǔ)，綜合考慮齒輪誤差、時變嚙合剛度和嚙合沖擊等內(nèi)部激勵對齒輪箱振動的影響，通過Matlab和Adams聯(lián)合仿真計算了齒輪嚙合內(nèi)部激勵力，驗證表明，仿真計算方法可靠;
　　2)以NGSD230型齒輪箱為研究對象，利用Pro/E創(chuàng)建了齒輪的參數(shù)化模型、齒輪嚙合傳動動力學(xué)仿真模型以及齒輪箱箱體模型;
　　3)運用Pro/E、Hypermesh和Ansys聯(lián)合仿真計算激勵力作用下齒輪箱箱體的振動響應(yīng)，并與試

4、驗箱體振動信號進(jìn)行對比，結(jié)果表明兩者的振動加速度頻域分布大致相同，驗證了仿真的正確性。最后，將此仿真方法應(yīng)用于斷齒故障齒輪箱的振動仿真，進(jìn)一步驗證了仿真方法的正確性，可為齒輪箱的振動研究提供良好的參考。
　　4)將小波包用于振動信號的消噪處理，獲得了較好地效果;
　　5)通過試驗測量風(fēng)電齒輪箱的振動數(shù)據(jù)，并基于信號預(yù)處理方法、小波包降噪、快速傅里葉變換和細(xì)化譜分析方法，分析判定齒輪箱是否存在故障（如若存在故障判定故障源），最