本文關(guān)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(dòng)力的部件，在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備中是不可或缺的，因此，對(duì)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(dòng)機(jī)理，分析了齒輪箱振動(dòng)信號(hào)的特征；研究了模態(tài)分析中的三類分析方法：計(jì)算模態(tài)分析、試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析、工作模態(tài)分析，并運(yùn)用工作模態(tài)分析技術(shù)進(jìn)行了齒輪箱故障診斷的研究，針對(duì)工作模態(tài)分析中的變速振動(dòng)信號(hào)，又引入了信息熵理論，提出了基于互功率譜的熵值計(jì)算，對(duì)比識(shí)別達(dá)到故障診斷目的。 首先，搭建了基于JZQ-250型齒輪箱的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇了實(shí)驗(yàn)儀器，人為設(shè)置多種故障，制定了實(shí)驗(yàn)方案。通過(guò)UG和ANSYS對(duì)齒輪箱進(jìn)行了實(shí)體建模及有限元分析；運(yùn)用PolyMAX法對(duì)齒輪箱的頻響函數(shù)進(jìn)行了模態(tài)參數(shù)識(shí)別，得到試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果。綜合兩種分析結(jié)果并結(jié)合測(cè)點(diǎn)布置相關(guān)理論，根據(jù)模態(tài)振型對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了布置。對(duì)定轉(zhuǎn)速和增速的齒輪箱振動(dòng)信號(hào)進(jìn)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(guò)Op.PolyMAX法來(lái)識(shí)別系統(tǒng)的極點(diǎn)。運(yùn)用這種方法分別對(duì)正常與故障齒輪箱進(jìn)行勻速和變速振動(dòng)信號(hào)分析，識(shí)別出模態(tài)頻率及振型，對(duì)比工作模態(tài)分析結(jié)果，找出差別，實(shí)現(xiàn)故障的提取。其中，對(duì)變速振動(dòng)信號(hào)分析中，研究了齒輪箱振動(dòng)信號(hào)的諧波成分并進(jìn)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(jì)算，針對(duì)齒輪箱不同工況下得到的SUM互功率譜進(jìn)行信息熵值的計(jì)算，并綜合振動(dòng)信號(hào)的奇異譜熵和功率譜熵，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行識(shí)別，達(dá)到故障診斷目的。
【關(guān)鍵詞】：齒輪箱 測(cè)點(diǎn)布置 變工況 工作模態(tài)分析 信息熵 故障診斷
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：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(lái)源9
• 1.1.2 選題意義9-10
• 1.2 機(jī)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(shì)11-13
• 1.4 模態(tài)分析理論的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)13-14
• 1.5 信息熵理論的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)14-15
• 1.6 本文的研究?jī)?nèi)容15-17
• 第二章 齒輪箱故障診斷實(shí)驗(yàn)及測(cè)點(diǎn)優(yōu)化配置17-45
• 2.1 齒輪箱故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)18-19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)的故障設(shè)置19-24
• 2.2.1 齒輪失效形式及振動(dòng)特征分析19-21
• 2.2.2 滾動(dòng)軸承失效形式及振動(dòng)特征分析21-23
• 2.2.3 齒輪箱齒輪及軸承故障設(shè)置23-24
• 2.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)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(shí)驗(yàn)測(cè)點(diǎn)的優(yōu)化配置26-43
• 2.4.1 齒輪箱的有限元建模與計(jì)算模態(tài)分析26-30
• 2.4.2 齒輪箱的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析30-39
• 2.4.3 計(jì)算模態(tài)與試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果對(duì)比39-40
• 2.4.4 試驗(yàn)傳感器測(cè)點(diǎn)的選擇40-43
• 2.5 試驗(yàn)信號(hào)的采集43-44
• 2.6 本章小結(jié)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(cè)點(diǎn)及參考點(diǎn)的選擇45-47
• 3.2 齒輪箱勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的工作模態(tài)分析47-57
• 3.2.1 正常齒輪箱勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的工作模態(tài)分析47-51
• 3.2.2 故障齒輪箱勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的工作模態(tài)分析51-55
• 3.2.3. 對(duì)比分析55-57
• 3.3 齒輪箱變速轉(zhuǎn)動(dòng)的工作模態(tài)分析57-71
• 3.3.1 齒輪箱振動(dòng)信號(hào)諧波分析57-60
• 3.3.2 振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)的預(yù)處理60-67
• 3.3.3 變轉(zhuǎn)速正常與故障齒輪箱工作模態(tài)的對(duì)比分析67-71
• 3.4 本章小結(jié)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(dòng)信號(hào)時(shí)域的信息熵特征74-78
• 4.2.1 時(shí)域信號(hào)的奇異譜熵特征提取法74-75
• 4.2.2 齒輪箱信號(hào)中奇異譜熵值的計(jì)算75-78
• 4.3 振動(dòng)信號(hào)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(hào)中功率譜熵的計(jì)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(hào)中互功率譜熵值的計(jì)算81-82
• 4.4 故障種類的識(shí)別82-85
• 4.5 本章小結(jié)85-86
• 總結(jié)與展望86-88
• 參考文獻(xiàn)88-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文93-94
• 致謝94

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：404677