【摘要】：行星齒輪箱是現(xiàn)代旋轉(zhuǎn)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)變速環(huán)節(jié)中的核心機(jī)構(gòu),所以其在多個(gè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用,行星齒輪箱主要是由齒圈、太陽(yáng)輪、行星輪以及軸承等組成。當(dāng)行星齒輪箱應(yīng)用在實(shí)際工程中,常常會(huì)工作在惡劣的時(shí)變環(huán)境下,所以,對(duì)處于這種惡劣環(huán)境下的行星齒輪箱進(jìn)行故障診斷很有必要。本文所采用的聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)相比于常用的振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)具有更強(qiáng)的抗干擾能力,然后針對(duì)于工作在復(fù)雜變工況下的行星齒輪箱所產(chǎn)生的非平穩(wěn)時(shí)域信號(hào),常用的時(shí)頻域數(shù)據(jù)分析方法并不能很準(zhǔn)確得出故障類型,所以需要將原本時(shí)域上非平穩(wěn)信號(hào)通過(guò)信號(hào)重采樣方法轉(zhuǎn)換成平穩(wěn)信號(hào)。對(duì)于本論文采用的信號(hào)重采樣方法,首先要獲取行星齒輪箱的轉(zhuǎn)速信號(hào),然后根據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào)通過(guò)角度重采樣的方法將非平穩(wěn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成平穩(wěn)信號(hào)。本文的研究思路如下:首先,介紹了課題研究的背景及意義,并深入了解行星齒輪箱的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu),同時(shí)對(duì)行星齒輪箱故障信號(hào)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析;之后分別對(duì)聲波檢測(cè)技術(shù)和振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)原理進(jìn)行了研究和對(duì)比;另外介紹了非平穩(wěn)信號(hào)處理方法的研究現(xiàn)狀,總結(jié)分析了非平穩(wěn)信號(hào)的一般處理方法。然后,著手設(shè)計(jì)并制作了以FPGA為核心的聲發(fā)射數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及以NI9234采集卡為核心的振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)。其中,聲發(fā)射信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括模擬前端聲發(fā)射信號(hào)調(diào)理電路、ADC采樣電路、數(shù)據(jù)傳輸電路以及供電電路;振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)包括NI 9234采集卡以及Labview上位機(jī)設(shè)計(jì)。文中給出了關(guān)鍵器件的選型以及兩種不同采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn);另外還設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)速信號(hào)的采集實(shí)驗(yàn),利用空氣耦合傳感器對(duì)行星齒輪箱的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集獲取。最后,將聲發(fā)射數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)用于行星齒輪箱故障診斷平臺(tái),在不同轉(zhuǎn)速以及不同齒輪故障的情況下進(jìn)行聲發(fā)射信號(hào)以及振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn),并完成在時(shí)域下的聲發(fā)射信號(hào)和振動(dòng)信號(hào)的對(duì)比;之后根據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào),將原始聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行信號(hào)重采樣,完成對(duì)行星齒輪箱聲發(fā)射信號(hào)齒輪故障特征提取,最終驗(yàn)證信號(hào)重采樣方法的科學(xué)性。
【圖文】：

第二章 行星齒輪箱故障檢測(cè)原理與典型故障特征星齒輪箱結(jié)構(gòu)及工作原理星齒輪箱是近些年新發(fā)展和普及起來(lái)的新型機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，正是，利用其中數(shù)個(gè)行星輪來(lái)同時(shí)傳遞負(fù)荷，所以它相比于之前傳統(tǒng)的有更強(qiáng)的帶負(fù)載能力以及帶負(fù)載效率[24]，并且行星齒輪箱中也同內(nèi)嚙合的組合形式。所以在很多領(lǐng)域，行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)替代輪傳動(dòng)系統(tǒng)，如圖 2-1 所示，行星齒輪箱的主要部件包括太陽(yáng)齒輪、輪架、齒圈、輸入/輸出軸等。其中，位于內(nèi)部中間位置的是齒圈鍵槽與箱體連接，在運(yùn)行時(shí)，位置保持相對(duì)不變；太陽(yáng)輪通過(guò)太陽(yáng)連，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，太陽(yáng)輪繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；行星輪安裝在行星均勻分布，同時(shí)與太陽(yáng)輪外嚙合、與齒圈內(nèi)嚙合，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，自己的軸線移動(dòng)，而且還與行星架一起繞著太陽(yáng)齒輪旋轉(zhuǎn)，就像太和行星處于類似的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一樣，因而得名；行星架與輸出軸相連安裝在對(duì)應(yīng)軸上，相對(duì)軸是固定的，并且隨著軸一起運(yùn)動(dòng)。

圖 2-3 齒輪點(diǎn)蝕(如圖 2-4 所示)與斷齒(如圖 2-5 所示)：當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒之于齒表面的嚙合點(diǎn)切平面。然而當(dāng)負(fù)載太大且應(yīng)力過(guò)高的時(shí)候力，并且會(huì)發(fā)生裂紋。如果有嚴(yán)重的沖擊或過(guò)分偏載，也可能紋的輪齒再持續(xù)工作，裂紋會(huì)膨脹和加深，，最終導(dǎo)致輪齒的成嚴(yán)重?fù)p傷。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP277;TH132.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2662697