齿轮剥落动力学建模与智能轴承信号的故障诊断方法研究

发布时间：2021-08-30 12:33

　　齿轮传动与其它机械传动系统相比,其传动平稳且传动效率高,因此在交通运输、能源、航空航天等领域得到了广泛的应用。但由于复杂的工况或恶劣的工作环境,机械设备中的齿轮在运行的过程中容易出现故障,从而影响齿轮传动的正常运行,严重时会导致事故发生,造成经济损失甚至人员伤亡。然而,齿轮故障形式是多种多样的,加之齿轮传动系统是很复杂的非线性系统,影响系统响应的因素很多,这给揭示故障齿轮的动力学特性带来一定的困难。此外,传统的齿轮故障诊断方法是基于齿轮箱的振动信号分析,但由于复杂的齿轮箱内外部激励和传递路径,故障特征易被削弱,导致诊断结果存在一定误差,尤其对于早期故障,“智能轴承”的出现改善了这一状况。因此,无论是从理论研究还是实际应用的角度,研究齿轮故障的动力学特性及智能轴承振动信号的故障诊断方法,都将具有重要的意义。本文以直齿圆柱齿轮为研究对象,建立了轮齿齿面剥落模型,推导了齿面剥落刚度计算公式,分析了剥落对齿轮时变啮合刚度的影响;通过建立6自由度齿轮传动动力学模型,分析了齿轮在正常和故障状况下系统的动态响应特征;针对传统齿轮故障诊断方法的缺点,利用智能轴承技术对轴承结构进行了改造,并与微型传感器... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

齿轮啮合过程

图 2.2 Weber 公式的近似齿形[71]Fig 2.2 Approximate tooth of Weber equation[71n的作用下，齿轮轮齿会发生变形，此时*z r 切产生的变形量，可表示为： 2 230 10.92 3.1 1 0.294(2 ) x h xx xh ytgx 变形量，可表示为：22 22cos 5.2 1.4(1 0.294 )x xx xF Fh htg S S 的各个轮齿总变形量为：* * *1 2 pw 合的各个轮齿的变形量，pw 是由于轮

图 2.3 石川公式的近似齿形[71]Fig 2.3 Approximate tooth of Ishikawa equation[71]传动过程中，一对齿的总变形量为：1 2 pv 对应于各个相互啮合轮齿的变形量，pv 是由齿面：24(1 )npvFE b 式仅考虑了齿轮轮齿受力时的啮合刚度，没有考际轮齿根部是弹性的轮缘，如果以这个公式计算方程，容易在系统中引入高次谐波激励，进而影的准确性[72]。ang 和 Lin[73]从能量的角度提出了齿轮时变啮合刚

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]大型风电机组齿轮箱早期故障诊断技术与系统研究[D]. 谷玉海.机械科学研究总院 2016

硕士论文
[1]基于嵌入式传感器的智能轴承关键技术研究[D]. 刘浩.国防科学技术大学 2006



本文编号：3372784