齒輪及滾動軸承故障特征分離方法的研究.pdf

1、本文的研究目的是在對齒輪箱單一故障特征分離方法的研究的基礎(chǔ)之上，對齒輪箱的多故障狀態(tài)的特征分離方法做一些研究。本論文以齒輪箱中的齒輪和滾動軸承部件作為研究對象，研究分析了齒輪和滾動軸承的故障機(jī)理，模擬了齒輪箱主要部件：齒輪和滾動軸承的多種單一故障和混合故障，對齒輪和滾動軸承的典型故障特征進(jìn)行了分析研究，提出了一種有效的滾動軸承故障特征分離方法，并分析研究了齒輪箱混合故障診斷方法，驗證了方法的有效性和實用性。
　　 齒輪箱故障診斷

2、的振動測試信號具有循環(huán)平穩(wěn)特性和調(diào)制現(xiàn)象，所以介紹并分析了循環(huán)平穩(wěn)理論及其統(tǒng)計量，包括循環(huán)均值、循環(huán)自相關(guān)函數(shù)、循環(huán)譜密度函數(shù)、循環(huán)平穩(wěn)度等，另外分析了循環(huán)譜切片原理。并結(jié)合仿真分析和實驗數(shù)據(jù)對循環(huán)平穩(wěn)方法進(jìn)行了故障特征的提取研究。
　　 時頻分析是現(xiàn)代故障診斷中數(shù)字信號處理方法中比較前沿和具有高的時頻分辨率的方法，論文中研究了時頻分析的基本理論和概念，研究了線性時頻分析方法：短時傅里葉變換，并進(jìn)行了仿真和實驗分析。另外，詳細(xì)分

3、析介紹雙線性時頻分析，包括運(yùn)用最廣泛的Wigner-ville分布，以及Affine 類時頻分布，最后介紹了時頻分布譜圖的重排方法。并通過仿真和實驗數(shù)據(jù)分析驗證了短時傅里葉變換、雙線性時頻分析。最后還研究了針對于時頻分析中存在交叉干擾項問題的抑制方法和平衡時頻分析中時頻分辨率的方法。
　　 最后研究了時頻分析中的重要組成部分—小波分析。介紹了小波分析的基本理論，包括連續(xù)小波變換、離散小波變換、多分辨分析方法，詳細(xì)研究了小波包分析

4、的定義、分解與重構(gòu)方法、小波包頻帶能量法等。最后提出了將小波包頻帶能量法和循環(huán)自相關(guān)函數(shù)分析法相結(jié)合用于齒輪和滾動軸承的故障特征分離之中，通過實驗數(shù)據(jù)分析得到的結(jié)果證明該方法對于具有調(diào)制現(xiàn)象的故障發(fā)生時是十分有效的，具有一定的實用價值和現(xiàn)實意義。運(yùn)用多尺度時域平均方法到齒輪箱、滾動軸承的混合故障的特診分離中，通過仿真分析和實驗數(shù)據(jù)分析的驗證了該方法的實用性和有效性。
　　 并進(jìn)行了實小波和復(fù)小波分析的比較，得出了復(fù)小波對于頻率更