齒輪及滾動(dòng)軸承故障特征分離方法的研究.pdf

1、本文的研究目的是在對(duì)齒輪箱單一故障特征分離方法的研究的基礎(chǔ)之上，對(duì)齒輪箱的多故障狀態(tài)的特征分離方法做一些研究。本論文以齒輪箱中的齒輪和滾動(dòng)軸承部件作為研究對(duì)象，研究分析了齒輪和滾動(dòng)軸承的故障機(jī)理，模擬了齒輪箱主要部件：齒輪和滾動(dòng)軸承的多種單一故障和混合故障，對(duì)齒輪和滾動(dòng)軸承的典型故障特征進(jìn)行了分析研究，提出了一種有效的滾動(dòng)軸承故障特征分離方法，并分析研究了齒輪箱混合故障診斷方法，驗(yàn)證了方法的有效性和實(shí)用性。
　　 齒輪箱故障診斷

2、的振動(dòng)測(cè)試信號(hào)具有循環(huán)平穩(wěn)特性和調(diào)制現(xiàn)象，所以介紹并分析了循環(huán)平穩(wěn)理論及其統(tǒng)計(jì)量，包括循環(huán)均值、循環(huán)自相關(guān)函數(shù)、循環(huán)譜密度函數(shù)、循環(huán)平穩(wěn)度等，另外分析了循環(huán)譜切片原理。并結(jié)合仿真分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)循環(huán)平穩(wěn)方法進(jìn)行了故障特征的提取研究。
　　 時(shí)頻分析是現(xiàn)代故障診斷中數(shù)字信號(hào)處理方法中比較前沿和具有高的時(shí)頻分辨率的方法，論文中研究了時(shí)頻分析的基本理論和概念，研究了線性時(shí)頻分析方法：短時(shí)傅里葉變換，并進(jìn)行了仿真和實(shí)驗(yàn)分析。另外，詳細(xì)分

3、析介紹雙線性時(shí)頻分析，包括運(yùn)用最廣泛的Wigner-ville分布，以及Affine 類時(shí)頻分布，最后介紹了時(shí)頻分布譜圖的重排方法。并通過仿真和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證了短時(shí)傅里葉變換、雙線性時(shí)頻分析。最后還研究了針對(duì)于時(shí)頻分析中存在交叉干擾項(xiàng)問題的抑制方法和平衡時(shí)頻分析中時(shí)頻分辨率的方法。
　　 最后研究了時(shí)頻分析中的重要組成部分—小波分析。介紹了小波分析的基本理論，包括連續(xù)小波變換、離散小波變換、多分辨分析方法，詳細(xì)研究了小波包分析

4、的定義、分解與重構(gòu)方法、小波包頻帶能量法等。最后提出了將小波包頻帶能量法和循環(huán)自相關(guān)函數(shù)分析法相結(jié)合用于齒輪和滾動(dòng)軸承的故障特征分離之中，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得到的結(jié)果證明該方法對(duì)于具有調(diào)制現(xiàn)象的故障發(fā)生時(shí)是十分有效的，具有一定的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。運(yùn)用多尺度時(shí)域平均方法到齒輪箱、滾動(dòng)軸承的混合故障的特診分離中，通過仿真分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的驗(yàn)證了該方法的實(shí)用性和有效性。
　　 并進(jìn)行了實(shí)小波和復(fù)小波分析的比較，得出了復(fù)小波對(duì)于頻率更