基于阶比分析方法的变速箱故障诊断技术研究

发布时间：2017-09-09 16:13

  本文关键词：基于阶比分析方法的变速箱故障诊断技术研究

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【摘要】：汽车是目前人们出行主要的交通工具,而变速箱作为汽车的重要组成部分之一,在汽车传动系统中起着举足轻重的作用。变速箱是否存在故障会直接影响到整辆汽车的系统稳定性,甚至会影响车内人员的生命财产安全,因此变速箱故障诊断技术一直是工程界和学术界关注的热点问题之一。本文首先就故障诊断技术的发展历程进行了阐述,并对未来可能的发展方向进行了分析,之后介绍了变速箱的结构和工作原理,并在此基础上研究了变速箱的常见故障类型及振动机理。其次,对时域、频域、短时傅里叶变换等传统的分析方法进行了详细阐述,针对它们在对非稳态信号分析时存在的一些不足之处,引入了阶比分析方法。阶比分析方法在分析非稳态信号时拥有着明显的优势,能够有效地避免“频率混叠”现象。文中研究了阶比分析的理论基础,并详细介绍了阶比分析的原理、计算方法及阶比谱的定义。论述了阶比跟踪方法的基本概念,并重点对硬件阶比跟踪与计算阶比跟踪做了研究。通过对比两者的特点并结合本文研究内容最终选择采用计算阶比跟踪方法对信号进行重采样。之后研究了信号的重采样过程,通过重采样成功地将等时间间隔采样的信号转变为等角度间隔信号,最后又重点研究了重采样频率问题,通过合理的设置重采样频率,使之既能够避免“频率混叠”,又能够防止信息遗漏。最后,利用实验验证阶比分析技术的可靠性,通过对某H型变速箱(包括合格变速箱和不合格变速箱)3、4档位在变速条件下进行检测,并对比得到的两类变速箱的阶比谱图,成功地诊断出了变速箱是否出现故障,验证了阶比分析技术在变速箱故障诊断中能够起到很好的指导作用。
【关键词】：变速箱 阶比分析 故障诊断 重采样
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U472.9
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 变速箱故障诊断研究的背景及意义7-8
• 1.2 变速箱故障诊断技术的发展现状及发展趋势8-11
• 1.2.1 变速箱故障诊断技术的发展历程及现状8-10
• 1.2.2 变速箱故障诊断技术的发展趋势10-11
• 1.3 变速箱故障诊断技术的主要内容11-12
• 1.4 本文研究的主要内容12-14
• 第二章 变速箱的结构特征和振动分析14-28
• 2.1 汽车变速箱基本概况14-16
• 2.1.1 汽车变速箱的分类14-15
• 2.1.2 变速箱的结构和工作原理15-16
• 2.2 变速箱常见故障类型16-21
• 2.2.1 变速箱齿轮常见故障17-18
• 2.2.2 变速箱轴承常见故障18-20
• 2.2.3 变速箱轴常见故障20-21
• 2.3 变速箱故障振动机理21-27
• 2.3.1 变速箱振动、噪声产生机理21
• 2.3.2 变速箱齿轮振动机理21-23
• 2.3.3 齿轮振动信号的啮合频率调制现象23-25
• 2.3.4 变速箱轴承振动机理25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 变速箱振动信号的分析方法28-39
• 3.1 常用时域分析技术28-29
• 3.2 常用频域分析技术29-31
• 3.3 短时傅里叶变换分析方法31-32
• 3.4 阶比分析方法32-38
• 3.4.1 阶比分析的定义32-33
• 3.4.2 阶比谱33-34
• 3.4.3 阶比跟踪34-37
• 3.4.4 阶比采样定理37-38
• 3.4.5 阶比分析与频域分析的对比38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 阶比分析在变速箱故障诊断中的应用39-52
• 4.1 H型汽车变速箱总成的结构及性能参数39-42
• 4.2 阶比分析方法42-44
• 4.2.1 信号重采样过程42-43
• 4.2.2 重采样频率分析43-44
• 4.3 阶比分析在变速箱故障诊断中的应用44-50
• 4.3.1 诊断实例一44-47
• 4.3.2 诊断实例二47-50
• 4.4 本章小结50-52
• 第五章 总结与展望52-54
• 5.1 本文总结52
• 5.2 展望52-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-58
• 作者简介58
• 攻读硕士学位期间研究成果58

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