發(fā)布時間：2017-05-29 10:09

  本文關鍵詞：基于模態(tài)分析與信息熵的齒輪箱故障診斷研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪箱作為傳遞動力的部件，在現(xiàn)代機械設備中是不可或缺的，因此，對齒輪箱的故障診斷研究有著極其重要意義。本文研究了齒輪箱的典型故障形式及振動機理，分析了齒輪箱振動信號的特征；研究了模態(tài)分析中的三類分析方法：計算模態(tài)分析、試驗模態(tài)分析、工作模態(tài)分析，并運用工作模態(tài)分析技術進行了齒輪箱故障診斷的研究，針對工作模態(tài)分析中的變速振動信號，又引入了信息熵理論，提出了基于互功率譜的熵值計算，對比識別達到故障診斷目的。 首先，搭建了基于JZQ-250型齒輪箱的實驗平臺，根據(jù)實驗要求選擇了實驗儀器，人為設置多種故障，制定了實驗方案。通過UG和ANSYS對齒輪箱進行了實體建模及有限元分析；運用PolyMAX法對齒輪箱的頻響函數(shù)進行了模態(tài)參數(shù)識別，得到試驗模態(tài)分析結果。綜合兩種分析結果并結合測點布置相關理論，根據(jù)模態(tài)振型對實驗測點進行了布置。對定轉速和增速的齒輪箱振動信號進行了采集。 其次，研究了齒輪箱工作模態(tài)分析方法，用多參考互功率譜矩陣代替頻響函數(shù)矩陣，通過Op.PolyMAX法來識別系統(tǒng)的極點。運用這種方法分別對正常與故障齒輪箱進行勻速和變速振動信號分析，識別出模態(tài)頻率及振型，對比工作模態(tài)分析結果，找出差別，實現(xiàn)故障的提取。其中，對變速振動信號分析中，研究了齒輪箱振動信號的諧波成分并進行了諧波剔除處理。 最后，研究了信息熵理論，，提出了基于互功率譜的熵值計算，針對齒輪箱不同工況下得到的SUM互功率譜進行信息熵值的計算，并綜合振動信號的奇異譜熵和功率譜熵，用神經(jīng)網(wǎng)絡進行識別，達到故障診斷目的。
【關鍵詞】：齒輪箱 測點布置 變工況 工作模態(tài)分析 信息熵 故障診斷
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH165.3;TH132.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 論文研究的背景及意義9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 選題意義9-10
• 1.2 機械故障診斷的發(fā)展10-11
• 1.3 齒輪箱故障診斷的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢11-13
• 1.4 模態(tài)分析理論的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢13-14
• 1.5 信息熵理論的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢14-15
• 1.6 本文的研究內(nèi)容15-17
• 第二章 齒輪箱故障診斷實驗及測點優(yōu)化配置17-45
• 2.1 齒輪箱故障診斷實驗臺18-19
• 2.2 實驗的故障設置19-24
• 2.2.1 齒輪失效形式及振動特征分析19-21
• 2.2.2 滾動軸承失效形式及振動特征分析21-23
• 2.2.3 齒輪箱齒輪及軸承故障設置23-24
• 2.3 實驗測試儀器24-26
• 2.3.1 傳感器的選擇24-25
• 2.3.2 采集分析儀的選擇25-26
• 2.4 工作模態(tài)分析實驗測點的優(yōu)化配置26-43
• 2.4.1 齒輪箱的有限元建模與計算模態(tài)分析26-30
• 2.4.2 齒輪箱的試驗模態(tài)分析30-39
• 2.4.3 計算模態(tài)與試驗模態(tài)分析結果對比39-40
• 2.4.4 試驗傳感器測點的選擇40-43
• 2.5 試驗信號的采集43-44
• 2.6 本章小結44-45
• 第三章 基于工作模態(tài)分析的齒輪箱故障診斷研究45-72
• 3.1 測點及參考點的選擇45-47
• 3.2 齒輪箱勻速轉動的工作模態(tài)分析47-57
• 3.2.1 正常齒輪箱勻速轉動的工作模態(tài)分析47-51
• 3.2.2 故障齒輪箱勻速轉動的工作模態(tài)分析51-55
• 3.2.3. 對比分析55-57
• 3.3 齒輪箱變速轉動的工作模態(tài)分析57-71
• 3.3.1 齒輪箱振動信號諧波分析57-60
• 3.3.2 振動響應信號的預處理60-67
• 3.3.3 變轉速正常與故障齒輪箱工作模態(tài)的對比分析67-71
• 3.4 本章小結71-72
• 第四章 基于信息熵理論的齒輪箱故障診斷研究72-86
• 4.1 信息的定量描述方法—信息熵72-74
• 4.2 振動信號時域的信息熵特征74-78
• 4.2.1 時域信號的奇異譜熵特征提取法74-75
• 4.2.2 齒輪箱信號中奇異譜熵值的計算75-78
• 4.3 振動信號頻域的信息熵特征78-82
• 4.3.1 基于功率譜的信息熵特征提取方法79
• 4.3.2 齒輪箱信號中功率譜熵的計算79-81
• 4.3.3 基于互功率譜的信息熵特征提取方法81
• 4.3.4 齒輪箱信號中互功率譜熵值的計算81-82
• 4.4 故障種類的識別82-85
• 4.5 本章小結85-86
• 總結與展望86-88
• 參考文獻88-93
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文93-94
• 致謝94

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于模態(tài)分析與信息熵的齒輪箱故障診斷研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：404677