基于峭度-小波分析的齒輪典型故障診斷方法研究.pdf

1、齒輪作為重要的動(dòng)力傳遞通用零件，在機(jī)械、軍工、航空航天等工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，齒輪的良好運(yùn)行對(duì)整個(gè)設(shè)備十分重要。目前對(duì)齒輪狀態(tài)的檢測(cè)還只停留在依靠人工經(jīng)驗(yàn)或簡(jiǎn)單閾值判斷，無(wú)法準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)在線診斷。由于齒輪的振動(dòng)信號(hào)能夠良好的反應(yīng)齒輪的運(yùn)行狀態(tài)，且對(duì)故障敏感。因此，研究一種能夠從振動(dòng)信號(hào)中獲取故障信息的方法十分必要。
　　如何從齒輪振動(dòng)信號(hào)中準(zhǔn)確的獲取故障特征頻率是故障診斷的關(guān)鍵。為此，對(duì)齒輪的振動(dòng)進(jìn)行了深入的分析，研究

2、了齒輪的振動(dòng)機(jī)理及不同故障類型的振動(dòng)信號(hào)特征，并建立了齒輪振動(dòng)信號(hào)的調(diào)制模型。齒輪在嚙合旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，齒面的損傷點(diǎn)會(huì)周期性的撞擊與其嚙合的齒輪，從而產(chǎn)生低頻振動(dòng)，這個(gè)頻率即故障特征頻率。齒輪的振動(dòng)信號(hào)是非線性、瞬時(shí)突變非平穩(wěn)信號(hào)，常規(guī)的時(shí)域、頻域等信號(hào)處理方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)該類信號(hào)的檢測(cè)。
　　本文針對(duì)以上問(wèn)題，提出了一種基于峭度-小波分析的齒輪故障診斷方法。根據(jù)齒輪點(diǎn)蝕故障狀態(tài)下的振動(dòng)特點(diǎn)和調(diào)制模型建立了仿真信號(hào)。利用Matlab軟件

3、編程對(duì)仿真信號(hào)進(jìn)行了分析，并驗(yàn)證了該方法的有效性。設(shè)計(jì)了齒輪斷齒故障診斷的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并搭建了用于信號(hào)采集的測(cè)試系統(tǒng)。對(duì)預(yù)處理后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行時(shí)域波形分析、幅值譜分析、包絡(luò)解調(diào)譜分析和小波分解，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。利用小波分解對(duì)齒輪典型斷齒故障信號(hào)進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了方法的可行性。
　　最后，為了提高齒輪故障診斷的準(zhǔn)確性，又進(jìn)一步采用小波包分析進(jìn)行故障診斷的研究。小波包分析可同時(shí)提高對(duì)高、低頻段的頻率分辨率，小波包