風能作為一種高效清潔的能源越來越受到人們青睞。齒輪箱作為風力發(fā)電機組的關鍵部件,比較容易產(chǎn)生故障,而風力發(fā)電機工作環(huán)境復雜,維修難度大且費用較高。因此齒輪傳動系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測及早期故障診斷對保持設備的正常運行具有重要意義。本文以齒輪傳動系統(tǒng)為研究對象,分析局部故障下的動態(tài)特性,研究齒輪傳動系統(tǒng)故障機理,為后期故障診斷提供理論依據(jù)。本文主要研究內(nèi)容如下:首先,研究齒輪動力學模型主要激勵,分析齒輪系統(tǒng)的典型失效模式及產(chǎn)生原因。時變嚙合剛度作為主要的內(nèi)部激勵,比較不同的剛度計算方法�？紤]齒輪時變嚙合剛度,齒間滑動摩擦,齒間嚙合阻尼,建立了6自由度齒輪動力學模型。其次,考慮實際齒廓曲線,將齒廓分為齒廓過渡曲線和漸開線曲線兩部分,分別給出嚙合點在每部分的截面面積和截面慣性矩。采用能量法,在健康齒輪剛度算法的基礎上分析了輪齒裂紋沿齒深方向擴展時的剛度變化規(guī)律,并根據(jù)裂紋是否穿過輪齒中心線分情況討論。計算了輪齒單一剝落缺陷的時變嚙合剛度,并且研究了剝落缺陷對剪切剛度、彎曲剛度、軸向壓縮剛度和赫茲剛度的影響。通過分析齒輪剝落缺陷的演變規(guī)律,給出了齒面多個剝落缺陷的計算公式,并計算了不同故障程度的時變嚙合...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 故障診斷方法
    1.3 齒輪傳動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 齒輪動力模型
        1.3.2 嚙合剛度研究現(xiàn)狀
        1.3.3 齒輪傳動系統(tǒng)動力學特性研究現(xiàn)狀
    1.4 項目來源及本文研究內(nèi)容
第2章 齒輪傳動系統(tǒng)內(nèi)部激勵以及動力學建模
    2.1 引言
    2.2 齒輪傳動系統(tǒng)主要激勵
        2.2.1 剛度激勵
        2.2.2 誤差激勵
        2.2.3 嚙合沖擊激勵
    2.3 齒輪典型故障類型
        2.3.1 裂紋
        2.3.2 點蝕與剝落
        2.3.3 磨損
    2.4 剛度計算方法
        2.4.1 ISO標準公式
        2.4.2 石川法
        2.4.3 有限元法
        2.4.4 能量法
    2.5 齒輪動力學模型
        2.5.1 直齒輪模型
        2.5.2 行星齒輪模型
    2.6 本章小結
第3章 齒輪裂紋故障及剝落故障剛度計算
    3.1 引言
    3.2 輪齒表面完整齒廓曲線
        3.2.1 齒廓過渡曲線
        3.2.2 輪齒漸開線齒廓
    3.3 裂紋故障齒輪時變嚙合剛度計算
        3.3.1 裂紋擴展路徑
        3.3.2 輪齒裂紋剛度仿真
    3.4 剝落故障齒輪時變嚙合剛度計算
        3.4.1 輪齒單一剝落故障
        3.4.2 輪齒單一剝落故障剛度仿真
        3.4.3 輪齒多個剝落故障剛度計算
    3.5 本章小結
第4章 齒輪傳動系統(tǒng)振動響應以及故障特征分析
    4.1 引言
    4.2 裂紋故障齒輪傳動系統(tǒng)動力學響應仿真
    4.3 剝落缺陷齒輪傳動系統(tǒng)動力學響應仿真
    4.4 斷齒故障齒輪傳動系統(tǒng)仿真分析及試驗驗證
    4.5 本章小結
第5章 基于時變嚙合剛度的振動響應和故障特征分析
    5.1 引言
    5.2 裂紋齒輪故障特征分析
    5.3 剝落缺陷齒輪故障特征分析
    5.4 時域與頻域統(tǒng)計指標
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝
作者簡介



本文編號：3810960