齒輪箱振動(dòng)仿真及故障診斷研究.pdf

1、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(duì)生產(chǎn)實(shí)踐的影響也越來(lái)越大。因此，大力發(fā)展和研究有效的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及故障診斷技術(shù)對(duì)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(dòng)信號(hào)是觀測(cè)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(dòng)信號(hào)作為齒輪箱運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及齒輪箱故障診斷的主要研究對(duì)象。基于齒輪箱振動(dòng)機(jī)理的研究工作，通過(guò)仿真分析軟件計(jì)算

2、得到了齒輪箱箱體在齒輪嚙合動(dòng)態(tài)激勵(lì)力作用下的振動(dòng)響應(yīng)，并將得到的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)信號(hào)進(jìn)行了對(duì)比分析。通過(guò)對(duì)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(duì)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(duì)監(jiān)測(cè)得到的齒輪箱故障振動(dòng)信號(hào)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(hào)特征參數(shù)提取方法。論文的主要研究結(jié)果包括:
　　1)

3、以齒輪箱振動(dòng)機(jī)理的研究為基礎(chǔ)，綜合考慮齒輪誤差、時(shí)變嚙合剛度和嚙合沖擊等內(nèi)部激勵(lì)對(duì)齒輪箱振動(dòng)的影響，通過(guò)Matlab和Adams聯(lián)合仿真計(jì)算了齒輪嚙合內(nèi)部激勵(lì)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(duì)象，利用Pro/E創(chuàng)建了齒輪的參數(shù)化模型、齒輪嚙合傳動(dòng)動(dòng)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(lì)力作用下齒輪箱箱體的振動(dòng)響應(yīng)，并與試

4、驗(yàn)箱體振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明兩者的振動(dòng)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(dòng)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(dòng)研究提供良好的參考。
　　4)將小波包用于振動(dòng)信號(hào)的消噪處理，獲得了較好地效果;
　　5)通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量風(fēng)電齒輪箱的振動(dòng)數(shù)據(jù)，并基于信號(hào)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