【摘要】： 采煤機(jī)截割減速器是采煤機(jī)截割部的主要傳動(dòng)裝置,承受著較大的力的傳遞作用。由于截割減速器工作環(huán)境惡劣和動(dòng)載荷過大,常常導(dǎo)致減速器出現(xiàn)故障。因此,進(jìn)行減速器齒輪箱故障診斷研究對采煤機(jī)的正常運(yùn)行有重要的意義。在齒輪箱故障診斷中,準(zhǔn)確地提取各種典型故障的特征是尤為關(guān)鍵的,根據(jù)提取的故障信號的特征,提出行之有效的診斷方法,可為齒輪箱智能診斷系統(tǒng)的研制打下良好的基礎(chǔ)。但由于齒輪箱系統(tǒng)自身的復(fù)雜性和故障的多樣性,國內(nèi)外在這方面的研究還比較薄弱。目前,齒輪箱典型故障特征的提取主要通過大量的實(shí)驗(yàn)并結(jié)合理論分析來完成的。 虛擬樣機(jī)技術(shù)是在建立第一臺物理樣機(jī)之前,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立機(jī)械系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行仿真分析并給出該系統(tǒng)在模擬真實(shí)工況下的各種特性的一種前沿性科學(xué)技術(shù)。借助虛擬樣機(jī)技術(shù)也可以模擬機(jī)械系統(tǒng)的各種故障,通過仿真得到故障系統(tǒng)的各種特性,再與正常系統(tǒng)的各種特性進(jìn)行比較,從而可以提取模擬故障的故障特征,為該系統(tǒng)的故障診斷提供一定依據(jù)。與傳統(tǒng)的故障特征提取方法相比,借助虛擬樣機(jī)技術(shù)進(jìn)行故障特征提取可以節(jié)約成本,縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間,且可以對機(jī)械系統(tǒng)各種可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行模擬。 鑒于此,本文以某采煤機(jī)截割減速器齒輪箱為研究對象,借助虛擬樣機(jī)技術(shù)來進(jìn)行齒輪箱典型故障特征的提取研究。其結(jié)果與齒輪振動(dòng)機(jī)理和信號調(diào)制理論等基本相吻合,進(jìn)而為齒輪箱典型故障特征的提取探索了一種新的方法。主要工作如下: 1.基于Pro/E的采煤機(jī)截割減速器三維模型的參數(shù)化建立。以直齒圓柱齒輪為例,探討了實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模的方法;探討了直齒圓錐齒輪和直齒圓柱內(nèi)齒輪在建模過程中需要注意的基本要點(diǎn);最后對減速器進(jìn)行裝配。 2.基于ADAMS的采煤機(jī)截割減速器動(dòng)態(tài)特性仿真分析。本文借助Pro/E與ADAMS之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口Mechanism/Pro,實(shí)現(xiàn)三維模型的導(dǎo)入;通過模擬實(shí)際工況施加載荷與約束、選取碰撞參數(shù)等實(shí)現(xiàn)減速器虛擬樣機(jī)模型的建立;繼而完成了減速器動(dòng)力學(xué)的仿真,其中包括減速器的正常工作狀態(tài)和含故障工作情形,并對仿真結(jié)果進(jìn)行了初步的分析;最后完成仿真數(shù)據(jù)的輸出,為后期的信號處理奠定了基礎(chǔ)。 3.根據(jù)虛擬樣機(jī)的模擬仿真結(jié)果分析了齒輪箱中的齒形誤差和斷齒兩種典型故障。對含有故障的振動(dòng)信號進(jìn)行時(shí)域分析和頻域分析,通過與正常狀態(tài)下的振動(dòng)信號進(jìn)行比較,從而提取出典型故障的故障特征。其結(jié)果與齒輪振動(dòng)機(jī)理和信號調(diào)制理論等基本相吻合,進(jìn)而證明了此方法的可行性,同時(shí)也為齒輪箱典型故障特征的提取探索了一種新的方法。
【圖文】：

圖 3-6 漸開線方程 圖 3-7 漸開線曲線Fig.3-6 The involute equation Fig.3-7 The involute curve3．創(chuàng)建齒輪的基本實(shí)體生成漸開線曲線之后，鏡像漸開線曲線，裁減后可得到完整的輪廓曲線，對漸開線所圍成的面積做齒肉的拉伸，如圖 3-8 所示。齒輪的基本實(shí)體為基圓的圓柱形實(shí)體，將基圓沿軸線方向拉伸齒寬長度即可得到齒輪的基本實(shí)體，如圖 3-9 所示。最后是陣列齒肉的部分，如圖 3-10 所示。

圖 3-6 漸開線方程 圖 3-7 漸開線曲線Fig.3-6 The involute equation Fig.3-7 The involute curve3．創(chuàng)建齒輪的基本實(shí)體生成漸開線曲線之后，鏡像漸開線曲線，裁減后可得到完整的輪廓曲線，，對漸開線所圍成的面積做齒肉的拉伸，如圖 3-8 所示。齒輪的基本實(shí)體為基圓的圓柱形實(shí)體，將基圓沿軸線方向拉伸齒寬長度即可得到齒輪的基本實(shí)體，如圖 3-9 所示。最后是陣列齒肉的部分，如圖 3-10 所示。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TD421.6;TH165.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2624202