工業(yè)領(lǐng)域中,減速器因其獨特的優(yōu)勢在現(xiàn)代化機械工業(yè)中被廣泛運用。本論文任務(wù)來源于校企合作產(chǎn)學(xué)研項目,企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)的精密研磨機用蝸輪蝸桿減速器,因其性能的優(yōu)劣會直接影響到研磨機以及硅片加工的質(zhì)量,因此配合企業(yè)開發(fā)減速器綜合性能測試臺,用于檢驗減速器綜合性能指標(biāo),保證減速器產(chǎn)品質(zhì)量。蝸輪蝸桿減速器主要性能指標(biāo)包含振動性能、傳動效率、溫升等,其中對減速器振動信號的研究,不僅可以進一步提升減速器整機性能,而且還可以根據(jù)振動信號的特征頻率進行設(shè)備的故障診斷。為此,文中重點研究了減速器振動信號分析理論,并基于LabVIEW軟件,開發(fā)了減速器綜合性能測試系統(tǒng),其功能包含拖動電機調(diào)速控制、模擬加載、溫度測試、傳動效率測試、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測試以及減速器振動信號分析處理模塊。文中主要的研究工作如下:首先簡要地說明了減速器以及測試系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,對減速器振動信號分析方法從時域、頻域以及時頻域進行了較為詳細地描述。重點介紹了希爾伯特-黃變換算法原理,并對其算法在信號分解過程中存在的端點效應(yīng)問題提出了基于極值包絡(luò)延拓組合余弦窗函數(shù)的方法來改進,并通過MATLAB進行信號仿真驗證。其次研究了蝸輪蝸桿減速器性能測試?yán)碚摲椒?提出了測試系統(tǒng)總體設(shè)計要求以及總體測試方案,并在此基礎(chǔ)上分別對拖動電機調(diào)速、溫度測試以及振動測試等進行了硬件方案設(shè)計。接著對LabVIEW軟件進行概述,并基于LabVIEW平臺進行軟件開發(fā),分別實現(xiàn)了電機控制、磁粉加載、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測量、傳動效率測試、溫度檢測及測試曲線存儲等功能,并依據(jù)EMD信號分解流程圖,結(jié)合LabVIEW軟件自身特點,開發(fā)了希爾伯特-黃變換信號分析模塊,并給出仿真諧波信號進行驗證。最后對已開發(fā)的減速器性能測試系統(tǒng)進行測試分析,試驗結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠滿足減速器測試基本要求,操作方便,性能可靠。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：TH132.46;TP311.52
【部分圖文】：

碩士學(xué)位論文1第1章緒論1.1選題背景及意義工業(yè)領(lǐng)域中，減速器以齒輪嚙合的方式來實現(xiàn)速度精確轉(zhuǎn)化和扭矩傳遞，因其傳動比可變范圍廣、精度高、結(jié)構(gòu)緊湊等特點使其在現(xiàn)代機械工業(yè)中被廣泛應(yīng)用[1]。作為一種封閉式且相對精密的機械傳動裝置，減速器其主要目的就是“降速升扭”，也就是降低轉(zhuǎn)速和提升輸出端扭矩，以此滿足在特定的工況下工作需求[2]。目前市場上減速器主要類型有：蝸輪蝸桿減速器、行星齒輪減速器以及RV（RotateVector）減速器等等。本文研究對象為精密研磨機用蝸輪蝸桿減速器，其特點為能反向自鎖且減速比較大，輸入軸和輸出軸相互垂直[3]。文獻[4]給出國內(nèi)生產(chǎn)的蝸輪蝸桿減速器主要類型及特點，如表1.1所示。表1.1減速器類別及特點名稱標(biāo)準(zhǔn)/系列描述特點圓弧圓柱蝸輪蝸桿減速器JB/T7935-1999采用ZC1蝸桿，性能好平面包絡(luò)環(huán)面減速器GB/T16444-2008、JB/T9051-1999采用環(huán)面蝸桿，性能好錐面包絡(luò)圓柱蝸桿減速器JB/T7936-1999采用ZK1齒形，適用于中小規(guī)格由文獻[5]可知，近幾年根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，國內(nèi)減速器行業(yè)產(chǎn)量整體呈現(xiàn)上漲趨勢，圖1.1所示由2010年的531.37萬臺增長到2018年的563.03萬臺，其中2017年減速器產(chǎn)量達到了671.2萬臺，成為近年峰值，圖1.2可以看出2010-2018年以來，中國減速器市場需求總量一直保持相對較高的水平[5]。圖1.12010-2018年中國減速器行業(yè)產(chǎn)量情況

基于LabVIEW的減速器綜合性能測試系統(tǒng)研究與應(yīng)用2圖1.22010-2018年中國減速機市場需求總量其中，2018年蝸輪蝸桿減速器在國內(nèi)減速器市場供給結(jié)構(gòu)中，占有一定分量的比重，2010年全國蝸輪蝸桿減速器產(chǎn)量約為152萬臺，到2018年蝸輪蝸桿減速器產(chǎn)量達220萬臺。減速器行業(yè)作為中國制造基礎(chǔ)性行業(yè)之一，其產(chǎn)品在各行各業(yè)中被廣泛使用。隨著國內(nèi)經(jīng)濟穩(wěn)步向前發(fā)展，減速器市場規(guī)模以及需求量持續(xù)增長，五大類減速器產(chǎn)量有望繼續(xù)攀升。其中，預(yù)計到2024年，中國蝸輪蝸桿減速器的產(chǎn)量將達到270萬左右。伴隨著“中國制造2025”戰(zhàn)略的提出，制造業(yè)的改革已取得很大的成就，不僅刺激了減速器市場的需求，同時也刺激了精密研磨機在國內(nèi)的發(fā)展。中國己經(jīng)成為世界精密研磨機最大的制造和使用國，并持續(xù)保持20%-30%的年增長量，截止2017年底，全國研磨機的銷售量己突破8萬臺。根據(jù)規(guī)劃到2020年精密研磨機的數(shù)量將達到150萬臺左右，這更加有利于國內(nèi)制造業(yè)向智能化的快速轉(zhuǎn)變。目前我國在精密研磨機的制造、研發(fā)等領(lǐng)域相比過去己取得巨大進步，且國內(nèi)生產(chǎn)芯片的技術(shù)明顯提高，迅速崛起了不少硅片設(shè)備和加工廠商，在硅片成型工藝中研磨最為關(guān)鍵，也是難度最大，這使得精密研磨機很依賴其核心設(shè)備：高精度減速器，但高精度減速器相比國外如日本、德國依然存在不少的差距，長期以來一直被國外壟斷，嚴(yán)重制約了我國精密研磨機的發(fā)展[6][7]。減速器作為我國發(fā)展精密研磨機的重要環(huán)節(jié)之一，其性能的好壞不僅關(guān)系著精密研磨機的質(zhì)量，也影響著硅片加工的質(zhì)量。蝸輪蝸桿減速器作為常見的精密研磨機用減速器，主要起到降低轉(zhuǎn)速和增大扭矩的作用，其主要性能包括傳動效率、振動性能、疲勞壽命、溫升等參數(shù)指標(biāo)。然而，國內(nèi)對精密研磨機用蝸輪蝸桿減速器制造工藝及其性

基于LabVIEW的減速器綜合性能測試系統(tǒng)研究與應(yīng)用6第2章減速器振動信號分析方法研究2.1引言振動在我們?nèi)粘Ｉ钪衅毡榇嬖�，機械設(shè)備在運行過程中必不可少會產(chǎn)生振動[24]。減速器性能的可靠性一定程度上由振動狀態(tài)所決定，為此對減速器振動信號進行有關(guān)分析顯得尤為重要。本章節(jié)主要對振動信號分析處理相關(guān)方法進行了研究，并在此基礎(chǔ)上重點研究了非平穩(wěn)振動信號的有關(guān)算法，為后章節(jié)開發(fā)振動信號分析處理模塊打下理論基矗2.2振動概述振動表現(xiàn)最為簡單的一種形式為簡諧振動，在數(shù)學(xué)上可以表示為正弦或者余弦函數(shù)隨時間變化的規(guī)律[25]，其表達式為公式（2.1）：txy)sin(m（2.1）式中，y表示為物體在某t時刻遠離平衡位置的距離；mx為振幅；為角頻率（或者圓頻率）；是相位。由此可知體現(xiàn)振動的三個重要物理參數(shù)分別為mx、、。在實際工程中，設(shè)備振動一般表現(xiàn)為復(fù)雜的形式。雖然形式復(fù)雜，但都可以將其復(fù)雜的形式分解為上式（2.1）不同簡諧振動的合成，各個合成分量的頻率、幅值以及相位都不盡相同[26]，表達式如式（2.2）所示：)(iiN1imitxy（2.2）振動信號可以劃分為兩大類：即確定性信號和隨機性信號[27]，具體振動信號分類如圖2.1所示。圖2.1振動信號分類振動信號分析處理主要包含三部分：時域、頻域以及時頻域[28][29]。以下將從這三方面分別對振動信號分析的有關(guān)理論知識以及算法進行闡述與研究。
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孟宗;季艷;谷偉明;王娜;;基于支持向量機和窗函數(shù)的DEMD端點效應(yīng)抑制方法[J];計量學(xué)報;2016年02期

2 王金奎;;蝸輪蝸桿減速機的應(yīng)用及維護[J];黑龍江冶金;2015年01期

3 劉淼;白國振;;蝸輪蝸桿試驗臺測控系統(tǒng)設(shè)計[J];機械與電子;2014年10期

4 董建峰;翁秀明;王昆;毛廣春;;蝸輪蝸桿傳動技術(shù)在我國的新進展[J];機械設(shè)計與制造工程;2014年04期

5 劉建河;趙玉丹;張玉強;;基于LABVIEW串口通信的電機控制技術(shù)[J];制造業(yè)自動化;2013年22期

6 李舜酩;郭海東;李殿榮;;振動信號處理方法綜述[J];儀器儀表學(xué)報;2013年08期

7 曹端超;康建設(shè);趙勁松;張星輝;;EMD端點效應(yīng)抑制方法仿真比較與實例分析研究[J];機械傳動;2013年03期

8 李衛(wèi)華;寇中原;;減速器加載試驗臺[J];機械工程師;2013年02期

9 付曉莉;韓超;李勇;陳芳;;減速器設(shè)計方法的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];機械傳動;2012年10期

10 孫楊;高虹;王麟;金玉奇;孫德馨;;基于LabVIEW的變頻器監(jiān)測控制系統(tǒng)設(shè)計[J];工業(yè)計量;2012年S1期

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1 曹沖鋒;基于EMD的機械振動分析與診斷方法研究[D];浙江大學(xué);2009年

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1 王開;精密減速器測試系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];北方工業(yè)大學(xué);2018年

2 李嘯天;基于VC的小型諧波減速器測試裝置的研制[D];北華航天工業(yè)學(xué)院;2018年

3 陳溪;基于Hilbert-Huang變換的齒輪箱故障診斷方法研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

4 陳李果;RV減速器試驗裝置研制與測試分析[D];浙江大學(xué);2018年

5 王正要;齒輪傳動綜合試驗臺測控系統(tǒng)設(shè)計與研究[D];南京理工大學(xué);2017年

6 張會敏;振動與測試系統(tǒng)虛擬儀器設(shè)計及故障診斷方法研究[D];華北電力大學(xué);2016年

7 張玄;擺線包絡(luò)精密減速器傳動效率測試系統(tǒng)研發(fā)[D];重慶大學(xué);2015年

8 王曉玲;RV減速器綜合性能測試儀的設(shè)計[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

9 張榮法;RV系列蝸輪蝸桿減速機故障信號分析技術(shù)研究[D];中國計量學(xué)院;2015年

10 熊迪;電封閉式FR機械變速器測試臺架研究[D];武漢理工大學(xué);2014年

本文編號：2876669