【摘要】：行星齒輪箱是現(xiàn)代旋轉機械傳動系統(tǒng)變速環(huán)節(jié)中的核心機構,所以其在多個領域中被廣泛應用,行星齒輪箱主要是由齒圈、太陽輪、行星輪以及軸承等組成。當行星齒輪箱應用在實際工程中,常常會工作在惡劣的時變環(huán)境下,所以,對處于這種惡劣環(huán)境下的行星齒輪箱進行故障診斷很有必要。本文所采用的聲發(fā)射檢測技術相比于常用的振動檢測技術具有更強的抗干擾能力,然后針對于工作在復雜變工況下的行星齒輪箱所產(chǎn)生的非平穩(wěn)時域信號,常用的時頻域數(shù)據(jù)分析方法并不能很準確得出故障類型,所以需要將原本時域上非平穩(wěn)信號通過信號重采樣方法轉換成平穩(wěn)信號。對于本論文采用的信號重采樣方法,首先要獲取行星齒輪箱的轉速信號,然后根據(jù)轉速信號通過角度重采樣的方法將非平穩(wěn)信號轉換成平穩(wěn)信號。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部結構,同時對行星齒輪箱故障信號進行了簡要的分析;之后分別對聲波檢測技術和振動檢測技術原理進行了研究和對比;另外介紹了非平穩(wěn)信號處理方法的研究現(xiàn)狀,總結分析了非平穩(wěn)信號的一般處理方法。然后,著手設計并制作了以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信號采集系統(tǒng)。其中,聲發(fā)射信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括模擬前端聲發(fā)射信號調理電路、ADC采樣電路、數(shù)據(jù)傳輸電路以及供電電路;振動信號采集系統(tǒng)包括NI 9234采集卡以及Labview上位機設計。文中給出了關鍵器件的選型以及兩種不同采集系統(tǒng)的設計要點;另外還設計了轉速信號的采集實驗,利用空氣耦合傳感器對行星齒輪箱的轉速信號進行實時采集獲取。最后,將聲發(fā)射數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和振動信號采集系統(tǒng)用于行星齒輪箱故障診斷平臺,在不同轉速以及不同齒輪故障的情況下進行聲發(fā)射信號以及振動信號的數(shù)據(jù)采集實驗,并完成在時域下的聲發(fā)射信號和振動信號的對比;之后根據(jù)轉速信號,將原始聲發(fā)射信號進行信號重采樣,完成對行星齒輪箱聲發(fā)射信號齒輪故障特征提取,最終驗證信號重采樣方法的科學性。
【圖文】：

第二章 行星齒輪箱故障檢測原理與典型故障特征星齒輪箱結構及工作原理星齒輪箱是近些年新發(fā)展和普及起來的新型機械傳動系統(tǒng)，正是，利用其中數(shù)個行星輪來同時傳遞負荷，所以它相比于之前傳統(tǒng)的有更強的帶負載能力以及帶負載效率[24]，并且行星齒輪箱中也同內嚙合的組合形式。所以在很多領域，行星齒輪傳動系統(tǒng)已經(jīng)替代輪傳動系統(tǒng)，如圖 2-1 所示，行星齒輪箱的主要部件包括太陽齒輪、輪架、齒圈、輸入/輸出軸等。其中，位于內部中間位置的是齒圈鍵槽與箱體連接，在運行時，位置保持相對不變；太陽輪通過太陽連，在電機的驅動下，太陽輪繞自身軸線轉動；行星輪安裝在行星均勻分布，同時與太陽輪外嚙合、與齒圈內嚙合，在運動過程中，自己的軸線移動，而且還與行星架一起繞著太陽齒輪旋轉，就像太和行星處于類似的運動狀態(tài)一樣，因而得名；行星架與輸出軸相連安裝在對應軸上，相對軸是固定的，并且隨著軸一起運動。

圖 2-3 齒輪點蝕(如圖 2-4 所示)與斷齒(如圖 2-5 所示)：當齒輪旋轉時，齒之于齒表面的嚙合點切平面。然而當負載太大且應力過高的時候力，并且會發(fā)生裂紋。如果有嚴重的沖擊或過分偏載，也可能紋的輪齒再持續(xù)工作，裂紋會膨脹和加深，，最終導致輪齒的成嚴重損傷。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP277;TH132.41

【參考文獻】

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本文編號：2662697