基于传动误差法的齿轮故障诊断技术研究

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1、中图分类号：ＴＰ２０６密级：公开＾ＨＫＵＩ＞Ｃ：６２１学獄码：１００８２ｌ＾Ｓｌ＾ｌＪ＾ＩＬ—＿＂￣＇－；：＾！八韶＾ｖＨＥ巳ＥｌＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩ巨ＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕±学位论文基于传动误差法的齿轮故障诊断技术研究论文作者：王磊指导教师：崔彦平教授企业指导教师：牟法海高级工程师申请学位类别：工程硕±学科、领狐机械工程所在单位：机械工程学院答辩日期：２０１５年６月河北科技大学学位论女原创性声明

2、本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工。作所取得的成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。＇学位论文作者签名：：指导教师签名考麥干年知又曰年＾月曰知／河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留，同意学校保留、使用学位论文的规定并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子

3、版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检。，可索（＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文□保密，在解密后适用本授权书。＿＿年本学位论文属于説保密。＂＂（请在Ｗ上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：Ｌ；＾指导教师签名Ｊ＂２。ｏ＾１３Ｊ／《年；月曰＞年月＾曰＾ClassifiedIndex：TP206SecrecyRate：PublicizedUDC：621UniversityCode：10082HebeiUnive

4、rsityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeStudyonGearFaultDiagnosisTechnologyBasedontheMethodofTransmissionErrorCandidate：WangLeiSupervisor:Prof.CuiYanpingEnterpriseSupervisor：SeniorEngineerMouFahaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeci

5、alty：MechanicalEngineeringEmployer：CollegeofMechanicalEngineeringDateofOralExamination:June,2015摘要齿轮系统是机械设备中重要的传动部件，也是齿轮箱中故障发生率很高的部件，因此，对齿轮传动系统进行故障检测具有非常重要的意义。传统的振动检测法存在获取的振动响应信号信噪比不高，故障特征提取困难等缺点。针对以上问题，本文提出了一种基于传动误差法的齿轮故障诊断方法，通过分析齿轮系统的传动误差信号对齿轮进行诊断，取得了较为满意的效果。本

6、文主要围绕齿轮传动系统传动误差的理论建模、传动误差信号的检测方法以及传动误差信号的分析等几个方面展开研究。通过深入分析含齿面局部故障的齿轮系统在啮合传动过程中传动误差的变化，建立了齿轮系统传动误差的数学模型。针对采集系统的需求分析，设计了基于单片机的数据采集卡对齿轮箱输入轴、输出轴的角位移信号进行采样，测取了齿轮系统的瞬时传动比信号。然后，采用EMD分解与阶次谱分析相结合的信号处理方法，对齿轮系统的传动误差信号进行分析，提取出含故障的IMF分量，并对其进行阶次分析得到周期性的故障信号。最后，建立了用于识别齿轮不同状态的

7、支持向量机故障诊断系统，并选取含故障分量的不同阶次段的能量值作为输入特征向量，根据分类器输出值的大小实现了齿轮系统故障类型的判别。实验证明，本文提出的基于传动误差法的齿轮故障诊断方法，能够有效地对轮齿齿面故障进行故障定位和类型判别，该方法为齿轮系统的故障诊断提供一个新的研究思路和方法。关键词传动误差；瞬时传动比；齿轮故障；EMD分解；阶次分析；支持向量机IAbstractItisofgreatsignificanceforfaultdetectionofgeartransmissionsystemforthereaso

8、nthatgearsystemistheimportantdrivingcomponentinmechanicalequipmentsandisalsothefailurepartwithhighfaultrateinthegearbox.Therearesomedisadvantagesfortraditionalvibrati