基于传动误差法的齿轮故障诊断技术研究

发布时间：2017-04-24 08:10

  本文关键词：基于传动误差法的齿轮故障诊断技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：齿轮系统是机械设备中重要的传动部件,也是齿轮箱中故障发生率很高的部件,因此,对齿轮传动系统进行故障检测具有非常重要的意义。传统的振动检测法存在获取的振动响应信号信噪比不高,故障特征提取困难等缺点。针对以上问题,本文提出了一种基于传动误差法的齿轮故障诊断方法,通过分析齿轮系统的传动误差信号对齿轮进行诊断,取得了较为满意的效果。本文主要围绕齿轮传动系统传动误差的理论建模、传动误差信号的检测方法以及传动误差信号的分析等几个方面展开研究。通过深入分析含齿面局部故障的齿轮系统在啮合传动过程中传动误差的变化,建立了齿轮系统传动误差的数学模型。针对采集系统的需求分析,设计了基于单片机的数据采集卡对齿轮箱输入轴、输出轴的角位移信号进行采样,测取了齿轮系统的瞬时传动比信号。然后,采用EMD分解与阶次谱分析相结合的信号处理方法,对齿轮系统的传动误差信号进行分析,提取出含故障的IMF分量,并对其进行阶次分析得到周期性的故障信号。最后,建立了用于识别齿轮不同状态的支持向量机故障诊断系统,并选取含故障分量的不同阶次段的能量值作为输入特征向量,根据分类器输出值的大小实现了齿轮系统故障类型的判别。实验证明,本文提出的基于传动误差法的齿轮故障诊断方法,能够有效地对轮齿齿面故障进行故障定位和类型判别,该方法为齿轮系统的故障诊断提供一个新的研究思路和方法。
【关键词】：传动误差 瞬时传动比 齿轮故障 EMD分解 阶次分析 支持向量机
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.1.1 课题的研究背景9-10
• 1.1.2 课题的研究意义10
• 1.2 传动误差的国内外研究现状10-12
• 1.2.1 传动误差的提出10-11
• 1.2.2 传动误差的研究现状11-12
• 1.3 其它齿轮故障诊断的研究现状12-13
• 1.4 本论文的主要内容13-15
• 第2章 传动误差法的理论基础15-29
• 2.1 引言15
• 2.2 齿轮系统传动误差机理分析15-17
• 2.2.1 齿轮系统的动力学建模15-17
• 2.2.2 齿轮啮合形态的分类17
• 2.3 含齿面故障的系统传动误差分析17-20
• 2.3.1 齿轮故障分类17-18
• 2.3.2 含故障齿轮系统传动误差分析18-20
• 2.4 齿轮系统传动误差的数学建模20-22
• 2.5 基于传动误差的齿轮故障分析22-27
• 2.5.1 齿轮故障的传动误差模型22-25
• 2.5.2 传动误差信号的阶次分析25
• 2.5.3 齿轮故障判定准则25-27
• 2.6 本章小结27-29
• 第3章 基于单片机的数据采集系统的设计29-43
• 3.1 引言29
• 3.2 硬件系统部分29-33
• 3.2.1 编码器的选型29-30
• 3.2.2 编码器的参数30-31
• 3.2.3 试验台分析31-33
• 3.3 数据采集系统的设计33-37
• 3.3.1 需求分析33-34
• 3.3.2 采集系统组成34-35
• 3.3.3 采集系统的工作原理35-37
• 3.4 软件系统部分37-41
• 3.4.1 Proteus和Keil软件37-38
• 3.4.2 串行通信接.设置38-39
• 3.4.3 仿真设置及实测信号分析39-41
• 3.5 本章小结41-43
• 第4章 齿轮系统传动误差信号特征提取方法研究43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 经验模态分解43-46
• 4.2.1 内禀模态函数43-44
• 4.2.2 EMD算法的基本原理44-46
• 4.3 阶次分析理论基础46-47
• 4.3.1 阶次分析46
• 4.3.2 阶次谱分析46-47
• 4.4 EMD分解与阶次谱分析相结合的方法47-48
• 4.5 实验分析48-55
• 4.5.1 仿真信号分析48-50
• 4.5.2 实测信号分析50-55
• 4.6 本章小结55-57
• 第5章 基于支持向量机的模式识别方法57-67
• 5.1 引言57
• 5.2 支持向量机算法与原理57-60
• 5.2.1 线性分类情况57-59
• 5.2.2 非线形分类情况59-60
• 5.2.3 核函数的种类60
• 5.3 支持向量机在齿轮故障诊断中的应用60-65
• 5.3.1 齿轮系统故障诊断步骤60-61
• 5.3.2 故障特征参量的选择61-63
• 5.3.3 支持向量机模型建立与实验分析63-65
• 5.4 本章小结65-67
• 结论67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间所发表的论文73-75
• 致谢75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 赵玲玲;杨奎河;任晓鹏;单甘霖;;支持向量机在机械故障诊断中的应用[J];河北工业科技;2007年01期

  本文关键词：基于传动误差法的齿轮故障诊断技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：323841