在航空、礦山和新能源領(lǐng)域,回轉(zhuǎn)機械的傳動系統(tǒng)是設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵,其傳動系統(tǒng)常工作在時變工況,高速、變載、以及有限的安裝空間,使得行星齒輪輪系被廣泛應(yīng)用在這些領(lǐng)域。因此行星齒輪箱通常在惡劣的環(huán)境中進行工作,在這種環(huán)境下極易發(fā)生齒輪故障。所以對于行星齒輪箱故障診斷極其的重要,既保證操作人員和設(shè)備的安全,又可以降低設(shè)備維修的成本。目前,針對行星齒輪箱故障診斷大多數(shù)還是基于往復振動信號進行故障分析,通過安裝在齒輪箱上的加速度傳感器采集試驗所需的往復振動信號,此方法在提取齒輪嚙合振動信息時較為困難,然而通過安裝在齒輪箱軸系中的增量式編碼器來提取的扭轉(zhuǎn)振動信號則方便很多,因為扭轉(zhuǎn)振動信號相對往復振動信號其頻譜結(jié)構(gòu)相對簡單,而且不受其它振動所影響,對故障特征也更加敏感。因此,本文提出基于扭轉(zhuǎn)振動信號對行星齒輪箱故障特征進行試驗分析。1.通過增量式編碼器對行星齒輪箱扭轉(zhuǎn)振動信號進行采集,利用高頻脈沖計數(shù)的原理將采集的信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換得到?-t的曲線關(guān)系圖,然后采用一階線性插值法將這些不均勻的扭振信號轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻呐ふ裥盘�。為了更加接近行星齒輪箱工作環(huán)境,因此通過磁粉制動器對行星齒輪輸出軸增加負載,并且完善試驗整體設(shè)備,采集試驗所需扭振信號。2.建設(shè)開發(fā)試驗平臺用來模仿觀察行星齒輪箱的實際真實工作情況,通過調(diào)用Labview圖形化編程語言,研究開發(fā)了一套試驗平臺中需要使用的行星齒輪箱扭振信號采集系統(tǒng),與此同時,計算機總控設(shè)備將以txt格式,存儲保存收集到的扭振信號用以后續(xù)數(shù)據(jù)處理及分析。將采集到的行星齒輪箱扭轉(zhuǎn)振動信號進行故障特征提取,對扭振信號時域和頻域進行分析,對比行星齒輪正常狀態(tài)和故障狀態(tài)下時域圖和頻域圖。3.針對模擬行星齒輪箱在實際環(huán)境下的工作狀態(tài)進行扭振信號特征提取,提出基于時間序列分析對行星齒輪箱進行故障診斷和預測,建立時間序列模型,利用信息論判據(jù)確定模型階次,利用改進的協(xié)方差法對模型參數(shù)估計,通過兩組數(shù)據(jù)的對比發(fā)現(xiàn)齒輪故障狀態(tài)時模型系數(shù)不在參數(shù)容差范圍內(nèi),并且對故障信號進行預測,發(fā)現(xiàn)此方法在齒輪故障診斷有較好的前景。
【學位單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TH132.41
【部分圖文】：

行星齒輪箱傳動方式與普通直齒輪箱傳動方式相比較，零件的材料選擇和制造的精度差異等都有很大的優(yōu)勢，因此常被用于減速增速器、差速器和換向機等一些特殊的環(huán)境。行星齒輪箱內(nèi)部傳動如圖1-1左圖所示，右圖則說明了行星齒輪箱具體的輸入和輸出關(guān)系。行星齒輪箱在傳動方法上的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在其尺寸小質(zhì)量輕并且結(jié)構(gòu)緊湊，在工作運轉(zhuǎn)時有較大傳動比，且有較高傳動效率等優(yōu)勢，所以當今在農(nóng)業(yè)機械、駕駛領(lǐng)域和航天航空等都應(yīng)用廣泛，如直升飛機、風力渦輪機和重型卡車[1][2][3]。太陽輪行星輪齒圈行星架輸出輸入行星輪太陽輪齒圈圖 1-1 行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)示意圖基于行星齒輪上述優(yōu)點和其特殊性，行星齒輪工作環(huán)境也比較特殊，行星輪系通常都在惡劣的環(huán)境下進行工作，例如由于其承載能力強的特點，一般都在重載情況下工作；又由于其大傳動比和傳動效率高，通常也用于高降速比環(huán)境下；還由于其承載能力強、結(jié)構(gòu)緊湊，也常用于高速運轉(zhuǎn)環(huán)境中。因此行星齒輪箱的工作環(huán)境比較惡劣

圖 2-1 模型選取流程圖型之后，則需要對行星齒輪箱扭振信號進行均提取行星齒輪特征信號，然后通過時間序最小階次，最后通過正常信號的模型參數(shù)計圍，利用采集信號容差范圍來判斷齒輪箱故如 2-2 所示。

圖 2-2 行星齒輪箱故障診斷流程圖時間序列基本概念進行了一個系統(tǒng)的介紹，分析闡述了非平穩(wěn)時間序列的轉(zhuǎn)換方式，介紹了時檢驗方式。然后主要敘述了時間序列的三個基的基本定義進行了一個詳細的闡述；其次通過三不同模型參數(shù)估計的方法，引出了 YuIe-Walke序列在行星齒輪箱中進行故障診斷的流程。通于時間序列行星齒輪箱故障診斷奠定一個理論

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