【摘要】： 目前，振動信號分析技術仍是齒輪與軸承狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的主要手段，已經形成了比較完備的理論與技術體系，但是在實際應用中，與齒輪、軸承相關的振動信號常常被機器的結構振動信號和干擾噪聲所污染，特別是早期故障信號往往十分微弱，信噪比低，這使得已有方法的性能受到了很大影響，虛警率高，大大限制了其在實際中的應用。為此，本文建立了齒輪、滾動軸承故障診斷的試驗裝置，用于模擬齒輪、軸承故障，旨在研究齒輪、軸承故障診斷方法的應用，從而為多方法、多參量綜合應用的齒輪、軸承故障診斷系統(tǒng)的實現提供了一定的參考價值。 本文首先對齒輪和軸承的振動機理以及各種激勵因素對振動信號的影響進行了詳細研究，并分析了由于齒輪、軸承故障的存在所引起的沖擊對振動信號產生的調制作用。以此為基礎探討了用于齒輪、軸承故障診斷的頻譜技術、共振解調技術、小波分析技術的理論基礎。重點研究了小波分析技術用于齒輪、軸承故障診斷的理論基礎，并舉例說明了小波分析在分析信號奇異性位置、信號消噪、識別在含噪信號中有用信號的發(fā)展趨勢、普通信號分析中的應用，從小波分析的理論基礎和在故障診斷中的應用兩個方面揭示了小波分析在故障診斷方面和其它診斷方法相比其獨特的優(yōu)越性。 其次，在了解了齒輪、軸承振動機理及診斷方法的基礎上，通過建立齒輪、軸承故障模擬試驗裝置，采集了實際齒輪、軸承故障信號，分別采用頻譜分析技術、共振解調技術、小波分析技術對齒輪、軸承故障信號進行分析，成功提取了齒輪、軸承故障特征，并通過實踐證明：與傳統(tǒng)的傅立葉變換相比，小波分析技術、共振解調技術更好的解決了由于實際的齒輪、軸承噪聲大，振動信號的信噪比低，難以獲得微弱故障特征的問題，為提取齒輪、軸承早期故障特征提供了有效的分析手段。 最后，基于齒輪、軸承故障診斷方法及大量實驗數據，結合齒輪、軸承的故障判據，研究并分別建立了適應與齒輪、軸承各自故障診斷特點的齒輪、軸承故障診斷專家系統(tǒng)。
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TH165.3;TH132.41;TH133.33
【圖文】：

了應用小波分析對齒輪、滾動軸承振動信號進行消噪和特征提取的可行性和有效性。(4)分別建立了齒輪、滾動軸承故障模擬實驗臺(如圖1.2、1.3)，利用小波變換對實驗臺實際振動信號進行了消噪和分解，很好的提取出了故障特征，在基于齒輪、滾動軸承故障診斷方法及大量實驗數據的基礎上，分別探討了適應與齒輪、滾動軸承各自故障診斷特點的齒輪、滾動軸承故障診斷專家系統(tǒng)的建立。

碩士學位論文圖1.2齒輪故障模擬試驗臺圖1，3滾動軸承故障模擬試驗臺(5)對用于齒輪、滾動軸承故障診斷的頻譜分析技術、共振解調技術、小波分析技術從基礎理論和實際應用兩個方面研究了各自在齒輪、滾動軸承故障診斷方面的應用，對比分析了針對不同故障信號各方法的優(yōu)缺點及其相互關系。本課題希望在完成上述的理論分析、仿真分析、試驗分析這些研究工作后，能夠為小波分析技術和共振解調技術以及專家系統(tǒng)在對齒輪、滾動軸承的故障診斷的工業(yè)應用提供一定理論參考和實施手段。

(b)分布缺陷圖2.2齒輪缺陷形式對邊頻帶的影響‘圖2.2給出了齒輪由于集中缺陷和分布缺陷所產生的邊頻的區(qū)別，其中圖2.2(a)為齒輪上某一輪齒存在局部缺陷時的振動波形和頻譜，這時相當于齒輪的振動受到一個短脈沖的調制，脈沖的長度等于齒輪的嚙合周期兀二1/fz。齒輪每轉一周，脈沖就重復一次。由于脈沖可以分解為許多正弦分量之和，因此在譜圖上形成以載波頻率fz，Zfz，3fz，等等為中心的一系列邊頻。這些邊頻數量多、范圍寬、幅值小、分布均勻且變化平緩

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