【精品设计】齿轮的故障诊断系统研究

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精品 设计 齿轮 故障诊断 系统 研究 钻研
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摘  要

现代的机械制造系统具有控制规模大、自动化程度高和柔性化强的特点。由于制造系统的结构越来越复杂,价格越来越昂贵,因此定期维修带来的过剩维修或失修,使维修费用在生产成本中所占的比重很大。

由于齿轮具有机构紧凑,效率高,寿命长,工作可靠,理论传动比恒定不变和维护方便等优点,因而在机械传动的各个方面获得广泛应用。虽然齿轮从设计、结构、材料到制造等方面已相当成熟和规范,但仍然难以避免诸如磨损、剥落、点蚀、裂纹等常发故障,由于齿轮故障带来的突然停产将会直接影响到企业效益,因此能够及时找出故障源,就显得尤为重要。

现信号分析方法众多,常用分析法有时域和频域分析法,本文采用频域分析法,基于MATLAB软件,对原始信号分别进行频谱分析、功率谱分析、倒谱分析,综合上述三种谱图判断故障源,分析齿轮磨损的发展趋势。




关键词:齿轮   故障诊断    频域分析   频谱分析   功率谱分析   倒谱分析


目  录

摘  要I

AbstractII

第一章  绪论1

1.1 齿轮故障诊断的研究背景1

1.2 本课题研究目的及意义2

1.3 国内外研究现状与发展趋势3

1.3.1 研究现状3

1.3.2 齿轮故障诊断的发展趋势4

1.4 本课题研究内容5

第二章  齿轮的故障形式6

2.1 齿轮的失效形式6

2.2 齿轮振动机理分析9

2.2.1 齿轮产生振动的原因及特征10

2.2.2 理想齿轮振动模型11

2.2.3 齿轮的传动误差12

2.2.4 啮合刚度14

2.3 齿轮的振动类型14

2.4 齿轮故障的特征信息17

2.4.1 啮合频率及其谐波17

2.4.2 信号调制和边频带分析17

2.4.3 隐含成分22

2.4.4 附加脉冲22

第三章  齿轮振动信号的分析方法23

3.1 时域分析法23

3.1.1 时域统计特征24

3.1.2 时域同步平均25

3.1.3 自相关函数26

3.2 时频分析法29

3.3 频域分析法29

3.3.1 细化谱分析法29

3.3.2 随机信号的功率谱密度30

3.3.3 倒频谱分析法35

3.4 瀑布图分析法36

3.5 解调分析法37

第四章  齿轮故障诊断系统总体设计和软件设计39

4.1 系统流程图39

4.2 MATLAB软件介绍39

4.3 软件优势40

4.4 基于MATLAB的信号分析42

4.4.1 软件平台42

4.4.2 频域分析44

第五章  全文总结和展望47

5.1 结论47

5.2 展望48

致  谢49

参考文献50

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