本文關(guān)鍵詞：齒輪箱振動仿真及故障診斷研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪箱作為機(jī)器設(shè)備的關(guān)鍵部件之一被廣泛應(yīng)用于許多機(jī)械產(chǎn)品中。隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,齒輪箱是否能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)對生產(chǎn)實(shí)踐的影響也越來越大。因此,大力發(fā)展和研究有效的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測以及故障診斷技術(shù)對于解決和完善現(xiàn)有設(shè)備管理和維修的局限與不足具有非常重要的意義。振動信號是觀測齒輪箱運(yùn)行狀態(tài)的主要參數(shù)之一,因此,本文將齒輪箱振動信號作為齒輪箱運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測以及齒輪箱故障診斷的主要研究對象�；邶X輪箱振動機(jī)理的研究工作,通過仿真分析軟件計(jì)算得到了齒輪箱箱體在齒輪嚙合動態(tài)激勵力作用下的振動響應(yīng),并將得到的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)信號進(jìn)行了對比分析。通過對多種數(shù)據(jù)處理方法的研究,比較了這些方法在齒輪箱故障診斷應(yīng)用中的優(yōu)劣,其中對小波分析方法和小波包分析方法的原理、意義以及在齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用作了重點(diǎn)分析。針對監(jiān)測得到的齒輪箱故障振動信號通常多處于非平穩(wěn)狀態(tài)的特點(diǎn),本文提出了一種基于小波包降噪和非線性Teager能量算子的信號特征參數(shù)提取方法。論文的主要研究結(jié)果包括：1)以齒輪箱振動機(jī)理的研究為基礎(chǔ),綜合考慮齒輪誤差、時變嚙合剛度和嚙合沖擊等內(nèi)部激勵對齒輪箱振動的影響,通過Matlab和Adams聯(lián)合仿真計(jì)算了齒輪嚙合內(nèi)部激勵力,驗(yàn)證表明,仿真計(jì)算方法可靠；2)以NGSD230型齒輪箱為研究對象,利用Pro/E創(chuàng)建了齒輪的參數(shù)化模型、齒輪嚙合傳動動力學(xué)仿真模型以及齒輪箱箱體模型；3)運(yùn)用Pro/E、Hypermesh和Ansys聯(lián)合仿真計(jì)算激勵力作用下齒輪箱箱體的振動響應(yīng),并與試驗(yàn)箱體振動信號進(jìn)行對比,結(jié)果表明兩者的振動加速度頻域分布大致相同,驗(yàn)證了仿真的正確性。最后,將此仿真方法應(yīng)用于斷齒故障齒輪箱的振動仿真,進(jìn)一步驗(yàn)證了仿真方法的正確性,可為齒輪箱的振動研究提供良好的參考。4)將小波包用于振動信號的消噪處理,獲得了較好地效果；5)通過試驗(yàn)測量風(fēng)電齒輪箱的振動數(shù)據(jù),并基于信號預(yù)處理方法、小波包降噪、快速傅里葉變換和細(xì)化譜分析方法,分析判定齒輪箱是否存在故障(如若存在故障判定故障源),最終排除了齒輪箱本身存在明顯故障的可能；6)基于小波包降噪和非線性Teager能量算子,本文提出了一種信號特征參數(shù)提取方法,該方法能夠有效的提取故障信號的特征參數(shù)。利用構(gòu)造的噪聲信號仿真研究了此方法用于信號特征參數(shù)提取的可行性,并將此方法成功應(yīng)用于齒輪偏心的齒輪箱故障診斷,證明了該方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：齒輪箱 振動仿真 故障診斷 小波包 Teager能量算子
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景與意義10
• 1.2 齒輪箱故障診斷的發(fā)展歷程10-11
• 1.3 齒輪箱故障診斷的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 齒輪箱故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 齒輪箱振動信號處理方法的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 課題研究目的及主要研究內(nèi)容15-16
• 第二章 齒輪箱故障類型及振動信號處理方法16-31
• 2.1 齒輪箱常見故障類型及故障振動特點(diǎn)16-18
• 2.1.1 常見故障類型16-17
• 2.1.1.1 軸承的主要失效形式17
• 2.1.1.2 軸系失效17
• 2.1.1.3 齒輪失效的主要形式17
• 2.1.2 齒輪箱故障振動特點(diǎn)17-18
• 2.2 齒輪箱故障振動信號特征頻率18-22
• 2.2.1 齒輪振動特征頻率18-21
• 2.2.2.1 齒輪動力學(xué)模型18-19
• 2.2.2.2 齒輪振動內(nèi)部激勵力19
• 2.2.2.3 齒輪失效特征頻率19-21
• 2.2.2 滾動軸承失效特征頻率21-22
• 2.3 齒輪箱故障振動信號處理方法22-30
• 2.3.1 去除趨勢項(xiàng)22-23
• 2.3.2 齒輪箱振動信號常規(guī)分析方法23-25
• 2.3.2.1 時域分析方法23-24
• 2.3.2.2 頻域分析方法24-25
• 2.3.3 小波分析方法25-30
• 2.3.3.1 小波變換25-27
• 2.3.3.2 多分辨率分析27-28
• 2.3.3.3 小波包變換28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 齒輪箱振動響應(yīng)的有限元仿真及試驗(yàn)31-54
• 3.1 齒輪傳動模型及箱體模型創(chuàng)建32-35
• 3.1.1 齒輪參數(shù)化建模32-34
• 3.1.2 齒輪傳動模型創(chuàng)建34-35
• 3.1.3 齒輪箱箱體模型創(chuàng)建35
• 3.2 齒輪箱振動內(nèi)部激勵力仿真與計(jì)算35-46
• 3.2.1 齒輪誤差計(jì)算35-36
• 3.2.2 齒輪時變綜合嚙合剛度的計(jì)算36-39
• 3.2.3 齒輪嚙合沖擊力的計(jì)算39-44
• 3.2.3.1 非線性彈性接觸力理論研究39-41
• 3.2.3.2 創(chuàng)建齒輪傳動系統(tǒng)模型41-42
• 3.2.3.3 仿真計(jì)算結(jié)果及驗(yàn)證42-44
• 3.2.4 激勵力合成44-45
• 3.2.5 軸承激勵力計(jì)算45-46
• 3.3 箱體有限元模型的創(chuàng)建46-47
• 3.4 箱體模態(tài)計(jì)算47-48
• 3.5 齒輪箱振動響應(yīng)仿真48-49
• 3.6 齒輪箱振動測試49-50
• 3.7 仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對比分析50-51
• 3.8 仿真方法應(yīng)用51-53
• 3.9 本章小結(jié)53-54
• 第四章 基于小波包降噪和頻域分析方法的齒輪箱故障診斷54-69
• 4.1 小波包降噪54-59
• 4.1.1 小波包降噪的優(yōu)勢54-55
• 4.1.2 小波包降噪的基本過程55-59
• 4.1.2.1 小波基選擇55-57
• 4.1.2.2 閾值的選擇57-59
• 4.2 測試方案59
• 4.3 齒輪箱故障特征頻率59-60
• 4.4 診斷結(jié)果60-68
• 4.4.1 箱體1測試及診斷結(jié)果60-62
• 4.4.2 箱體2測試及診斷結(jié)果62-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第五章 基于小波包和Teager能量的齒輪箱故障診斷方法研究69-79
• 5.1 Teager非線性能量算子69-70
• 5.2 基于小波包降噪和Teager能量的故障診斷方法70-71
• 5.3 算法的仿真研究71-75
• 5.4 齒輪故障的診斷75-78
• 5.5 本章小結(jié)78-79
• 第六章 工作總結(jié)與展望79-81
• 6.1 工作總結(jié)79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 致謝86-88
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文88

【相似文獻(xiàn)】

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