本文關(guān)鍵詞：風力機組齒輪箱傳動系統(tǒng)故障特征傳播機理研究

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【摘要】：為了確定難以通過實驗測量得到的齒輪箱內(nèi)部振動響應特征,基于行星齒輪傳動機理考慮了行星齒輪間嚙合相位關(guān)系,忽略箱體等因素,建立了含行星齒輪系的多級齒輪傳動系統(tǒng)動力學模型。在此模型基礎(chǔ)上,分別植入了行星齒輪缺齒故障、定軸齒輪齒根裂紋故障以及行星齒輪缺齒-定軸齒輪齒根裂紋耦合故障,采用數(shù)值積分法獲得了相應的齒輪振動響應。結(jié)合實驗所測的箱體表面信號,對振動響應進行對比分析,分析了多級傳動系統(tǒng)中2種單一故障、1種耦合故障的故障特征。通過實驗發(fā)現(xiàn)齒輪同一故障的故障特征在箱體表面的不同測點反映情況不同、故障特征與信號傳遞路徑有關(guān)的問題。針對這一問題,在考慮箱體和分析行星齒輪特有的動態(tài)路徑的基礎(chǔ)上,根據(jù)系統(tǒng)辨識理論,以上述動力學模型仿真所得響應作為輸入,以實驗所測箱體表面振動作為輸出,通過有限脈沖響應序列建立了信號傳播模型。運用最小二乘類方法(RLS-MN法),對信號傳播模型參數(shù)進行估計,同時得到了正常狀態(tài)下以及不同故障狀態(tài)下多條信號傳播路徑傳遞函數(shù)。通過對傳遞函數(shù)進行分析,找到了故障特征傳播機理,發(fā)現(xiàn)了故障本身改變信號傳播路徑的現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：行星齒輪傳動系統(tǒng) 動力學建模 故障特征傳遞 信號傳播路徑 系統(tǒng)辨識 最小二乘類方法
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM315;TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題背景與難點8-9
• 1.2 課題研究對象9
• 1.3 研究現(xiàn)狀與存在的問題9-12
• 1.3.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3.2 研究中存在的問題12
• 1.4 主要研究內(nèi)容12-14
• 第二章 齒輪參數(shù)和故障特征頻率14-22
• 2.1 工況參數(shù)、齒輪等部件相關(guān)參數(shù)的測取與估算14-15
• 2.2 振動激勵機理與故障類型15-17
• 2.2.1 振動激勵機理15-16
• 2.2.2 故障特征類型16-17
• 2.3 齒輪嚙合頻率、故障特征頻率計算17-20
• 2.3.1 嚙合頻率17-18
• 2.3.2 齒輪局部故障特征頻率18-19
• 2.3.3 齒輪分布式故障特征頻率19-20
• 2.4 本章小結(jié)20-22
• 第三章 齒輪傳動系統(tǒng)動力學模型22-38
• 3.1 動力學模型建立與方程導出22-24
• 3.2 動力學模型參數(shù)確定24-33
• 3.2.1 外部激勵24-25
• 3.2.2 齒輪副平均嚙合剛度25-26
• 3.2.3 齒輪副時變嚙合剛度26-30
• 3.2.4 齒輪局部故障植入30-31
• 3.2.5 齒輪副嚙合阻尼31-32
• 3.2.6 軸扭轉(zhuǎn)剛度與扭轉(zhuǎn)阻尼32-33
• 3.3 動力學方程求解33-36
• 3.3.1 齒輪系統(tǒng)動力學方程常見解法33-34
• 3.3.2 數(shù)值積分法34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第四章 系統(tǒng)動態(tài)特征分析38-52
• 4.1 動態(tài)響應分析38-50
• 4.1.1 正常狀態(tài)下齒輪振動特征38-42
• 4.1.2 行星齒輪缺齒故障振動特征42-46
• 4.1.3 定軸齒輪裂紋故障振動特征46-48
• 4.1.4 缺齒-裂紋耦合故障振動特征48-50
• 4.2 系統(tǒng)固有頻率測試與分析50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第五章 信號傳播模型與故障特征傳播機理52-70
• 5.1 模型建立目的與方法52-53
• 5.1.1 模型建立目的52
• 5.1.2 模型建立方法——系統(tǒng)辨識法簡介52-53
• 5.2 信號傳播模型的建立、結(jié)構(gòu)識別與參數(shù)估計53-58
• 5.2.1 有限脈沖響應模型(FIR模型)54
• 5.2.2 求解脈沖響應函數(shù)序列54-56
• 5.2.3 最小二乘最小范數(shù)算法56-57
• 5.2.4 結(jié)構(gòu)識別——根據(jù)漢克爾矩陣估計模型階次57-58
• 5.2.5 離散脈沖響應序列向連續(xù)傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)化58
• 5.3 信號傳播模型輸出、輸入信號前處理58-63
• 5.3.1 輸出信號(實驗信號)前處理59-60
• 5.3.2 信號動態(tài)傳播路徑分析與輸入信號(模擬信號)前處理.60-63
• 5.4 不同狀態(tài)下信號傳播路徑傳遞函數(shù)估計與分析63-69
• 5.4.1 正常狀態(tài)下信號傳播路徑傳遞函數(shù)估計與分析63-64
• 5.4.2 行星齒輪缺齒下信號傳播路徑傳遞函數(shù)估計與分析64-66
• 5.4.3 定軸齒輪齒根裂紋下信號傳播路徑傳遞函數(shù)估計與分析66-67
• 5.4.4 耦合故障下信號傳播路徑傳遞函數(shù)估計與分析67-68
• 5.4.5 殘差分析68-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 第六章 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 結(jié)論70
• 6.2 展望70-72
• 參考文獻72-76
• 發(fā)表論文和參加科研情況76-78
• 致謝78

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本文編號：524159