导　　师： 丁康

授予学位： 博士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 齿轮系统作为汽车动力总成和风电传动装置的关键部件,如果某一部件出现故障,零部件间的连锁反应会大大降低设备的可靠性能。而且齿轮箱常处于非稳速工作状态,从其非平稳振动信号中提取故障特征较为困难。深入研究齿轮系统正常和典型故障下的振动信号调制机理以及针对非平稳信号的故障特征提取方法,具有重要的理论研究意义和工程应用价值。(1)建立了考虑位移误差激励和脉冲序列激励的啮合点动力学模型,根据系统内外部激励力的频率特征,推导出定轴轮系正常和典型故障下振动响应信号的频率特征规律,清晰地解析了各频率成分的产生来源和物理意义。正常状态下,振动响应信号只包含各阶啮合频率成分,主要由齿轮静弹性变形与啮合动刚度相互作用并经过非线性反馈形成;平稳型故障时,齿轮副间的位移误差激励是导致振动响应信号出现啮合调制边带的主要原因;冲击型故障时,脉冲序列激励力将在共振带处产生以故障齿轮转频为间隔的共振调制边带,并通过非线性负反馈形成“虚假”共振峰。(2)在定轴轮系正常和典型故障下的激励力信号模型基础上,综合考虑时变力方向因素、时变传递路径因素和行星轮安装角的影响,建立了行星轮系正常和各构件典型故障下的振动信号调制模型和等效激励力信号模型,推导出啮合调制边带和共振调制边带的频率特征规律,并总结出相应的故障诊断策略。当行星轮系正常啮合且太阳轮不浮动支撑时,其振动响应信号在各阶啮合频率附近存在以行星轮通过频率为间隔的调制边带。当太阳轮浮动支撑或出现平稳型故障时,在正常啮合调制边带两侧还存在以太阳轮绝对转频为间隔的调制边带,边带间的耦合作用将形成太阳轮特殊频率间隔;当太阳轮出现冲击型故障时,时变力方向函数对脉冲序列激励力的调制

关 键 词： 齿轮传动系统 振动调制机理 调制边带 非平稳信号 稀疏分解

领　　域： []