本文關(guān)鍵詞：齒輪斷齒—點(diǎn)蝕復(fù)合故障振動(dòng)特性分析與診斷研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪箱作為許多大型機(jī)械傳動(dòng)的核心部件,比如風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速箱、直升機(jī)主減速器、坦克傳動(dòng)系統(tǒng)等,在整個(gè)機(jī)械運(yùn)作中扮演至關(guān)重要的角色。由于長(zhǎng)期在各種惡劣環(huán)境中運(yùn)行極其容易出現(xiàn)各種故障,其中齒輪故障占很大的比例,并且齒輪的斷齒和點(diǎn)蝕是最常見的也是最容易出現(xiàn)的故障。齒輪的斷齒和點(diǎn)蝕故障,不僅會(huì)單獨(dú)發(fā)生而且常常會(huì)同時(shí)發(fā)生導(dǎo)致斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障的出現(xiàn)。如果不及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行診斷維護(hù)會(huì)導(dǎo)致齒輪箱以及整機(jī)的失效,甚至給人類的生產(chǎn)和生活帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失和人身傷亡。文章以齒輪的斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)特性分析,并且利用流形學(xué)習(xí)方法得到不同程度復(fù)合故障與單故障之間的關(guān)聯(lián)特性,通過總結(jié)不同類型以及不同程度的故障特征,最終達(dá)到相互識(shí)別的目的,主要研究工作如下:(1)基于ADAMS的齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障動(dòng)力學(xué)建模。以Spectra Quest公司(美國(guó))的綜合故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的齒輪箱為對(duì)象,在ADAMS中設(shè)置齒輪接觸參數(shù),通過計(jì)算得到齒輪的嚙合剛度,經(jīng)過多次仿真優(yōu)化,獲取最接近實(shí)際的嚙合剛度和阻尼。分析了齒輪在運(yùn)動(dòng)嚙合時(shí)產(chǎn)生的主要變形類型及其特點(diǎn),通過引入輔助齒輪解決了齒輪的彎曲變形和齒輪的扭轉(zhuǎn)變形的建模問題,而采用植入故障幾何形態(tài)的方法即通過ADAMS軟件里面的接觸算法有效的模擬了齒輪的接觸變形,研究了齒輪單故障和復(fù)合故障對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的影響,建立了齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障以及單故障的動(dòng)力學(xué)模型。(2)齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障振動(dòng)特性分析與診斷方法研究。首先,在得到齒輪故障動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,設(shè)置仿真條件得到齒輪斷齒、點(diǎn)蝕單故障以及復(fù)合故障的響應(yīng)信號(hào)。其次,基于時(shí)域統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的12個(gè)特征參數(shù),研究了齒輪的斷齒和點(diǎn)蝕單故障振動(dòng)特性。優(yōu)選時(shí)域特征參數(shù)分析了在四種不同程度、三種不同負(fù)載以及三種不同轉(zhuǎn)速情況下斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障的振動(dòng)時(shí)域特性。最后對(duì)斷齒單故障、點(diǎn)蝕單故障以及復(fù)合故障進(jìn)行了頻譜分析,提出了基于絕對(duì)偏差等級(jí)的齒輪故障診斷方法,即在不同程度斷齒單故障、點(diǎn)蝕單故障以及復(fù)合故障嚙合頻率及其倍頻的基礎(chǔ)上,通過與正常狀態(tài)下的對(duì)比,可以得到不同程度以及不同類型故障在嚙合頻率幾倍頻處,其故障最為敏感,在此基礎(chǔ)上總結(jié)故障信號(hào)的特征可以初步達(dá)到故障識(shí)別的目的。(3)齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障與單故障之間的關(guān)聯(lián)特性分析。利用流形學(xué)習(xí)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,得到不同程度與不同轉(zhuǎn)速下的齒輪斷齒、點(diǎn)蝕單故障與復(fù)合故障的本征特征及其變化規(guī)律。通過斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障和單故障之間的關(guān)聯(lián)特性分析及其變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)了隨著故障程度的加深,單故障與復(fù)合故障之間交疊區(qū)域逐漸變小,其關(guān)聯(lián)程度逐漸變?nèi)?斷齒單故障與復(fù)合故障能夠在故障初晚期能夠進(jìn)行很好的識(shí)別,而點(diǎn)蝕單故障與復(fù)合故障能夠在故障晚期達(dá)到很好的識(shí)別效果;發(fā)現(xiàn)了對(duì)于整體來(lái)說(shuō),斷齒單故障故障圓區(qū)域相對(duì)集中,特別是在故障初期以及晚期故障特征更加明顯,而點(diǎn)蝕單故障故障圓區(qū)域與復(fù)合故障的都出現(xiàn)了明顯變化,點(diǎn)蝕單故障只是在故障早期故障特征明顯;發(fā)現(xiàn)了隨著轉(zhuǎn)速的變大,斷齒單故障和復(fù)合故障故障圓的圓心連線曲率都是在逐漸變大的,而點(diǎn)蝕單故障的基本沒有變化�？偨Y(jié)以上故障特征,結(jié)合之前利用時(shí)域和頻域分析得到的結(jié)論,最終達(dá)到不同程度復(fù)合故障與單故障之間識(shí)別的目的。(4)齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障實(shí)驗(yàn)。以美國(guó)Spectra Quest公司的故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)作為對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集,分別驗(yàn)證了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的正確性、基于絕對(duì)偏差等級(jí)的齒輪故障診斷方法的正確性以及斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障與單故障之間關(guān)聯(lián)特性結(jié)論的正確性。
【關(guān)鍵詞】：齒輪斷齒-點(diǎn)蝕 復(fù)合故障 振動(dòng)特性 故障診斷
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 研究的背景和意義11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文的主要內(nèi)容13-15
• 第二章 基于ADAMS的齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障動(dòng)力學(xué)建模15-43
• 2.1 多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模15-22
• 2.1.1 多剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)建模15-19
• 2.1.2 多剛體動(dòng)力學(xué)建模19-21
• 2.1.3 多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的求解21-22
• 2.2 基于Solid Works的齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障三維實(shí)體建模22-28
• 2.2.1 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的基本參數(shù)22-23
• 2.2.2 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的建模及裝配結(jié)果23-25
• 2.2.3 齒輪典型故障三維建模25-28
• 2.3 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立與仿真28-37
• 2.3.1 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模28-32
• 2.3.2 齒輪嚙合仿真參數(shù)的設(shè)置32-33
• 2.3.3 齒輪仿真及結(jié)果分析33-37
• 2.4 基于ADAMS的齒輪典型故障建模37-40
• 2.4.1 齒輪斷齒單故障模型38-39
• 2.4.2 齒輪點(diǎn)蝕單故障模型39-40
• 2.4.3 齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障模型40
• 2.5 本章總結(jié)40-43
• 第三章 齒輪單故障振動(dòng)特性分析43-53
• 3.1 典型故障表現(xiàn)及特征分析43-44
• 3.1.1 齒輪典型故障及其機(jī)理43-44
• 3.1.2 齒輪典型故障的振動(dòng)信號(hào)特征44
• 3.2 齒輪斷齒單故障的振動(dòng)特性分析44-49
• 3.2.1 齒輪斷齒單故障的仿真與分析44-46
• 3.2.2 齒輪斷齒單故障的時(shí)域分析46-49
• 3.3 齒輪點(diǎn)蝕單故障的振動(dòng)特性分析49-52
• 3.3.1 齒輪點(diǎn)蝕單故障的仿真與分析49-51
• 3.3.2 齒輪點(diǎn)蝕單故障的時(shí)域分析51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第四章 齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障振動(dòng)特性分析與診斷方法研究53-67
• 4.1 齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障的振動(dòng)特性分析53-62
• 4.1.1 齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障的仿真與分析53-55
• 4.1.2 齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障的時(shí)域統(tǒng)計(jì)分析55-62
• 4.2 基于絕對(duì)偏差等級(jí)的齒輪復(fù)合故障診斷方法62-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 第五章 復(fù)合故障與單故障之間的關(guān)聯(lián)特性分析67-81
• 5.1 復(fù)合故障與單故障之間的關(guān)聯(lián)特性分析方法步驟67-68
• 5.2 齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障與斷齒單故障的關(guān)聯(lián)特性分析68-74
• 5.3 齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障與點(diǎn)蝕單故障的關(guān)聯(lián)特性分析74-79
• 5.4 本章小結(jié)79-81
• 第六章 齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障實(shí)驗(yàn)81-97
• 6.1 齒輪斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建81-83
• 6.1.1 齒輪故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)81-82
• 6.1.2 振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)82-83
• 6.2 齒輪典型故障實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)83-84
• 6.3 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證84-95
• 6.3.1 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證87-89
• 6.3.2 基于絕對(duì)偏差等級(jí)齒輪復(fù)合故障診斷的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證89-91
• 6.3.3 斷齒-點(diǎn)蝕復(fù)合故障與單故障之間關(guān)聯(lián)特性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證91-95
• 6.4 本章小結(jié)95-97
• 第七章 總結(jié)與展望97-99
• 7.1 總結(jié)97-98
• 7.2 展望98-99
• 參考文獻(xiàn)99-103
• 致謝103-105
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果目錄105

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：齒輪斷齒—點(diǎn)蝕復(fù)合故障振動(dòng)特性分析與診斷研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：308186