本文關(guān)鍵詞：改進(jìn)的EMD在齒輪箱故障診斷中的研究與驗(yàn)證

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【摘要】：齒輪箱作為機(jī)械設(shè)備中的一種典型的連接和傳遞動(dòng)力的通用零部件，在機(jī)械傳動(dòng)中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，對(duì)齒輪箱的故障診斷是一個(gè)非常有價(jià)值的研究課題。本文以齒輪箱為研究對(duì)象，利用改進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition,簡(jiǎn)稱EMD)方法對(duì)不同狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理以進(jìn)行故障診斷。 處理和分析振動(dòng)信號(hào)以進(jìn)行故障診斷的基礎(chǔ)便是對(duì)振動(dòng)信號(hào)的降噪，降噪的好壞直接影響到了故障診斷的效果。本文中EMD的改進(jìn)主要便是在降噪方面的改進(jìn)，即提出了小波包降噪、相關(guān)系數(shù)原理及選擇不同消失矩的db系小波降噪與EMD分解結(jié)合在一起的改進(jìn)方法，這種改進(jìn)方法增強(qiáng)了對(duì)原始信號(hào)的降噪效果。 該實(shí)驗(yàn)對(duì)象是型號(hào)為JZQ250的齒輪箱，在其上進(jìn)行了一些列的故障診斷試驗(yàn)，將EMD方法做出改進(jìn)后應(yīng)用到齒輪箱振動(dòng)信號(hào)的故障監(jiān)測(cè)中，對(duì)正常、斷齒、軸承外圈、內(nèi)圈故障及保持架故障信號(hào)進(jìn)行了故障診斷，獲得了很好的診斷效果。而且，本文選用小波包處理后的頻譜圖與LMD處理后的頻譜圖與本文改進(jìn)EMD處理后的頻譜圖進(jìn)行了對(duì)比顯示出了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在一定程度上，為今后的研究工作指明了改進(jìn)的方向。最后，將該方法處理過的信號(hào)數(shù)據(jù)輸入建立好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行故障識(shí)別，識(shí)別的效果非常好，，從而驗(yàn)證了該方法應(yīng)用于齒輪箱故障診斷的可行性與準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：齒輪箱 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD) 故障診斷 降噪 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【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
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景和意義9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 選題意義9-10
• 1.2 故障診斷的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 齒輪箱故障診斷的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法的國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)13-14
• 1.5 本文的研究?jī)?nèi)容14-16
• 2 齒輪箱故障特性及常用的振動(dòng)分析方法16-26
• 2.1 齒輪箱的故障機(jī)理分析17-21
• 2.1.1 齒輪故障的主要形式和原因17-18
• 2.1.2 齒輪的固有特性18-19
• 2.1.3 滾動(dòng)軸承故障的主要形式和原因19-20
• 2.1.4 軸承的固有特性20-21
• 2.2 齒輪箱的振動(dòng)分析方法21-25
• 2.2.1 時(shí)頻域統(tǒng)計(jì)特征22
• 2.2.2 頻譜分析22-23
• 2.2.3 時(shí)頻分析技術(shù)23-24
• 2.2.4 包絡(luò)解調(diào)分析24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的分析與改進(jìn)26-43
• 3.1 引言26
• 3.2 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的理論基礎(chǔ)26-30
• 3.2.1 解析信號(hào)26-28
• 3.2.2 瞬時(shí)頻率28-29
• 3.2.3 固有模態(tài)函數(shù)（IMF）29-30
• 3.3 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的原理30-34
• 3.4 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的主要性質(zhì)34-36
• 3.4.1 完備性34
• 3.4.2 近似正交性34-35
• 3.4.3 自適應(yīng)性35-36
• 3.5 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法的端點(diǎn)效應(yīng)問題及處理方法36-38
• 3.5.1 端點(diǎn)效應(yīng)的機(jī)理與影響36-37
• 3.5.2 抑制端點(diǎn)效應(yīng)的方法37-38
• 3.6 改進(jìn) EMD38-42
• 3.6.1 小波包降噪預(yù)處理38-40
• 3.6.2 EMD 分解40-41
• 3.6.3 相關(guān)系數(shù)41
• 3.6.4 選擇不同消失矩的 db 系小波降噪41-42
• 3.7 小結(jié)42-43
• 4 齒輪箱的故障診斷實(shí)驗(yàn)及分析43-64
• 4.1 齒輪箱的故障診斷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)43-47
• 4.1.1 齒輪箱故障診斷實(shí)驗(yàn)平臺(tái)43-46
• 4.1.2 齒輪箱的傳感器的安裝及故障設(shè)置46-47
• 4.2 齒輪箱振動(dòng)信號(hào)的分析47-57
• 4.2.1 正常信號(hào)的分析47-49
• 4.2.2 斷齒故障的信號(hào)分析49-52
• 4.2.3 內(nèi)圈故障信號(hào)分析52-53
• 4.2.4 軸承外圈故障信號(hào)分析53-55
• 4.2.5 軸承保持架故障信號(hào)分析55-57
• 4.3 故障的診斷分析57-62
• 4.3.1 對(duì)比與分析57-62
• 4.4 小結(jié)62-64
• 5 基于 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障識(shí)別的驗(yàn)證64-69
• 5.1 故障診斷的模型的建立64-65
• 5.2 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷65-67
• 5.3 本章小結(jié)67-69
• 6 結(jié)論與展望69-71
• 6.1 本文的主要研究?jī)?nèi)容69-70
• 6.2 今后研究工作的展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果76-77
• 致謝77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：707534