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《郑州大学》 2010年
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基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究

李会臣  
【摘要】: 在大型旋转机械中,齿轮和齿轮箱作为传递动力的变速传动部件之一发挥着不可或缺的作用,其一旦发生故障所造成的损害将是十分严重的。 目前,由于国内外齿轮故障的研究热点主要集中于对具体故障的分析方法的研究,而对于齿轮故障机理的研究较少,本文对斜齿轮发生断齿的故障机理和齿轮轮轴不平行的故障机理进行了研究,针对传统基于傅里叶变换的信号分析方法的局限性,最后结合现场齿轮故障运用时频分析的方法对齿轮发生断齿故障与齿轮轮轴不平行故障的时频特性进行了研究。本文研究的主要内容及结论如下: 首先对齿轮的各种失效形式和齿轮系统的振动机理进行了研究,在对齿轮啮合综合刚度计算方法研究的基础上建立了斜齿轮副的断齿故障模型,从动力学的角度对斜齿轮断齿的故障机理进行了分析研究,建立了斜齿轮断齿系统量纲为一的振动方程,并运用时频分析的方法对齿轮断齿仿真信号的特性进行了分析。研究中发现齿轮在发生断齿故障后,断齿的齿轮产生一个偏心质量,由于受到断齿因素的影响,原本平稳运转的齿轮副在断齿处刚度产生突变,齿轮断齿后表现出很强的冲击特性,冲击时间间隔的频率与断齿轴的转频相等。 本文在建立了齿轮系统轮轴不平行模型的基础上,对齿轮系统的轮轴不平行的故障机理进行了研究。经过研究发现,齿轮轴的振动随着不平行轮轴偏移量的增加而增大,其典型的频率特征为故障轮轴的旋转频率的二倍频。 最后,运用时频分析的方法通过对现场齿轮故障的诊断,对本文的研究结论进行了验证。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TH132.41;TH165.3

【参考文献】
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