本文關(guān)鍵詞：齒輪滾動軸承柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)多故障耦合機理及辨識研究

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【摘要】：齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是我國化工、航空、機械工業(yè)領(lǐng)域中至關(guān)重要的一環(huán),在各種機械設(shè)備中都有廣泛的應(yīng)用,是工業(yè)生產(chǎn)中重要的傳動系統(tǒng)。由于化工、機械、航空領(lǐng)域?qū)ΜF(xiàn)代機械傳動設(shè)備的要求越來越高,工況開始向高速、高溫、重載方向發(fā)展,這就造成了齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運行時容易發(fā)生振動或失效。 針對高速旋轉(zhuǎn)機械安全運行的需求,以齒輪滾動軸承柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)為研究對象,考慮系統(tǒng)的多時變參數(shù)：時變嚙合剛度和時變軸承剛度,采用有限元法建立能夠適用于復(fù)雜載荷的齒輪滾動軸承柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性振動模型,使用數(shù)值法求解模型的動力學方程,研究了齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性振動行為及穩(wěn)定性,揭示了齒輪嚙合剛度、轉(zhuǎn)軸剛度、轉(zhuǎn)速變化、軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學特性的影響規(guī)律；考慮齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中常出現(xiàn)的齒面磨損、轉(zhuǎn)子裂紋、轉(zhuǎn)軸不平衡、基礎(chǔ)松動等故障,分別建立了這四種故障的動力學模型,研究了其對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響規(guī)律,探索了多故障的耦合機制；根據(jù)這些規(guī)律,并采用基于模型法和基于信號法對存在多故障耦合的齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行辨識研究,為了進一步驗證齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障模型的正確性以及故障辨識方法的可靠性,分別在齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)實驗臺上進行了試驗。 本課題對準確預(yù)測齒輪滾動軸承柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動態(tài)性能,提高齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的可靠性具有重要的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 時變參數(shù) 非線性振動 齒側(cè)間隙 故障辨識
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題來源10
• 1.2 研究的目的和意義10-11
• 1.3 齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.1 齒輪嚙合變形11-12
• 1.3.2 齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學模型12-13
• 1.3.3 齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學特性研究13-14
• 1.4 齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障診斷的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4.1 齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障模型14-15
• 1.4.2 齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障辨識研究15
• 1.5 本文研究內(nèi)容15-18
• 1.5.1 研究內(nèi)容15-16
• 1.5.2 研究路線16-18
• 第2章 齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動力學分析18-39
• 2.1 引言18
• 2.2 直齒輪系統(tǒng)嚙合模型18-23
• 2.2.1 時變嚙合剛度激勵19-20
• 2.2.2 齒側(cè)間隙函數(shù)20-22
• 2.2.3 直齒輪受力分析22-23
• 2.3 齒輪-軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)數(shù)學模型23-30
• 2.3.1 軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)數(shù)學模型24-28
• 2.3.2 齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學模型28-30
• 2.4 求解方法30-31
• 2.4.1 動力學方程組的求解方法30
• 2.4.2 求解周期的確定30
• 2.4.3 Lyapunov指數(shù)計算30-31
• 2.5 直齒輪-軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)非線性動振動特性分析31-38
• 2.5.1 齒側(cè)間隙的影響31-35
• 2.5.2 轉(zhuǎn)軸剛度的影響35-37
• 2.5.3 軸承徑向間隙的影響37-38
• 2.6 本章小結(jié)38-39
• 第3章 含多故障的齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學分析39-55
• 3.1 引言39
• 3.2 齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障類型39-40
• 3.3 齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)多故障模型40-44
• 3.3.1 轉(zhuǎn)軸裂紋模型40-41
• 3.3.2 齒輪磨損模型41-42
• 3.3.3 支撐松動模型42-43
• 3.3.4 不平衡故障模型43-44
• 3.4 有限單元法建立故障齒輪系統(tǒng)動力學模型44-45
• 3.5 齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)故障分析45-54
• 3.5.1 轉(zhuǎn)軸裂紋故障分析45-49
• 3.5.2 齒面磨損故障分析49-51
• 3.5.3 不平衡故障分析51-53
• 3.5.4 松動故障分析53-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第4章 齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)多故障耦合辨識55-65
• 4.1 引言55
• 4.2 轉(zhuǎn)子裂紋故障診斷55-57
• 4.2.1 基于模型診斷方法55-56
• 4.2.2 計算殘余振動量56
• 4.2.3 模態(tài)擴展56-57
• 4.3 齒輪磨損故障診斷57-61
• 4.3.1 經(jīng)驗?zāi)B(tài)方法(EMD)58-60
• 4.3.2 Hilbert-Huang變換60-61
• 4.3.3 邊際譜61
• 4.4 基礎(chǔ)松動故障診斷61-63
• 4.4.1 軸心軌跡圖像62
• 4.4.2 不變矩計算62-63
• 4.5 不平衡故障診斷63-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 第5章 齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)實驗研究65-76
• 5.1 引言65
• 5.2 齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)試驗臺65-66
• 5.2.1 試驗裝置結(jié)構(gòu)65-66
• 5.2.2 測試傳感系統(tǒng)66
• 5.3 磨損故障齒輪軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學特性實驗66-68
• 5.3.1 試驗方案66-67
• 5.3.2 試驗結(jié)果67-68
• 5.4 裂紋磨損耦合故障辨識試驗68-75
• 5.4.1 試驗方案68-69
• 5.4.2 試驗結(jié)果69-75
• 5.5 本章小結(jié)75-76
• 第6章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 總結(jié)76-77
• 6.2 展望77-78
• 參考文獻78-84
• 致謝84-85
• 碩士期間研究成果85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 瞿志豪,張杏耀;有限長圓柱體接觸應(yīng)力的光彈性解法[J];實驗力學;2003年02期

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本文編號：520634