基于状态指标的直升机减速器行星轮故障诊断

直升机传动系统是一套复杂的旋转机械装置,承担直升机功率传动的功能,对直升机的安全性至关重要。开展传动部件故障诊断研究,可提高直升机安全性,具有重要价值。本文中描述了直升机主减速器行星齿轮的故障诊断研究。首先分析了行星齿轮的主要故障模式,针对行星齿轮的裂纹故障和剥蚀故障,确定了齿轮故障诊断的状态指标;研制了行星齿轮的裂纹故障试验件和剥蚀故障试验件,并在直升机传动系统故障植入试验验台开展了相关验证实验。通过对采集的数据进行分析,结果表明：利用行星齿轮故障试验件的振动数据计算的状态指标值和健康状态阈值能够明显区分,可以有效诊断行星齿轮的裂纹故障和剥蚀故障。可见采用状态指标对行星齿轮的故障进行诊断是有效的。     

NGW型直齿行星传动自由振动分析

为揭示NGW型直齿行星传动的自由振动特性,在系杆随动参考坐标系下建立该型传动的平移-扭转耦合动力学模型.模型设定系统中每个构件均拥有3自由度,并计入各构件的支承刚度、轮齿时变啮合刚度及陀螺效应等影响因素.通过分析各构件间的相对位移关系,推导出系统的运动微分方程,进而求解其特征值问题,即可获知系统的固有频率和相应振型.依照传动系统的运动特征,可将NGW型直齿行星传动的自由振动分为3种典型振动模式,即扭转振动模式、平移振动模式和行星轮振动模式.比较本模型与前人模型的仿真结果发现,两种模型所得的系统各阶固有频率相同,但其中心构件平移振动模式所对应的系统振型向量存在较大差异.由于更正了前人模型中的推导错误,现有模型能更为准确地反映系统的自由振动特性.     

基于双谱分析的齿轮故障诊断研究

针对不同上齿轮的振动信号具有不同的高斯性和对称性的特点,利用三阶累积量的性质,对双谱分析用于轮故障诊断的方法和物理意义进行了研究。采用双谱估计的直接算法,给出了正常、裂纹和断齿三种不同状态的齿轮信号的双谱的等高线图,成功地对三种不同状态的齿轮进行了鉴别。同时,利用上述双谱中的一个“对角切片”Bx(ω,ω）将齿轮信号进行分离,发现不同状态下“对角切片”Bx(ω,ω）的谱线分布具有不同特点,进而实现了不同状态齿轮的自动识别。     

基于电机电流分析的齿轮故障诊断研究

本文提出了一种基于电机定子电流的齿轮故障诊断方法,相对于齿轮故障诊断的一般振动信号诊断方法,该方法可实现远程诊断、便于安装且受环境噪声影响小的优点,是一种无损的故障诊断方法。本文针对电机驱动的齿轮传动系统,建立了负载转矩对电机定子电流的理论模型,并分析了各种状况时的定子电流频谱特征,发现可以利用基频与转频的变频带、基频与啮合频率的边频来判断齿轮断齿故障和磨损故障。通过matlab/simulink对电机齿轮系统进行了仿真,并在实验平台上进行了验证。     

不同工况下钢塑齿轮组合行星传动的振动特性实验研究

为了了解不同工况下钢塑齿轮组合行星传动系统的振动特性,对行星传动系统中的内齿圈,行星轮和太阳轮依次用塑料材料制造的齿轮进行替换,从实验方面研究不同转速和载荷对其振动特性的影响。实验研究分析结果表明:依次用塑料材料制造的齿轮置换内齿圈,行星轮和太阳轮后对行星齿轮传动系统的振动特性影响很大,合理地引入塑料齿轮可以极大地降低啮合动载荷,从而有效地抑制传动系统的振动和噪声。     

振动调幅信号广义检波滤波解调法及其在齿轮故障诊断中的应用

在分析解调电路工作原理的基础上提出了调幅信号半波解调方法。对其解调原理作了数学推导，并进一步推广提出了广义检波滤波解调方法，讨论了该方法在齿轮故障诊断中的应用。     

基于拓扑图电路理论的行星轮系运动学特性分析

应用基尔霍夫定律建立了基于拓扑图的行星轮系数学模型,即回路方程组和切割方程组,分析并解决了行星轮系运动学的相关问题.     

基于行星结构集的行星齿轮传动自调结构设计

行星齿轮传动自调设计是能消除机构中各种误差对机构工作性能的影响的设计方法,一直备受机构设计者的关注.为了寻求简单、规律性强以及能全面使机构实现自调的设计方法,文章借鉴了平面连杆机构自调结构组的策略与方法,提出了行星结构集的概念与划分原则,并对其进行约束与自由度分析,设计出无过约束的自调结构集.在此基础上,通过在结构集外部搭接合适的运动联接,设计出结构集内能实现自调、结构集外能实现自适应的行星传动全面自调机构.该设计方法大幅度简化了行星传动自调设计,为机构自调设计提供了一种有理论根据、简单、切实可行、并能全面实现自调的设计方法.从而全面消除机构各种误差对机构工作性能的影响.     

基于振动信号的柴油机气门间隙异常故障诊断

为探讨简易诊断柴油机气门间隙异常的有效方法,采用柴油机缸盖表面的振动信号进行试验研究。采集了柴油机在不同气门间隙下的振动信号,用时域法和频域法相结合的分析方法对故障特征信号进行分析,得出了气门间隙异常的频率特性和判断依据。结果表明,采用振动检测技术可以实现不拆卸配气机构就可简易诊断柴油机气门间隙异常故障。     

行星齿轮系统弯扭耦合振动的增量谐波平衡法

针对行星齿轮传动机构弯扭耦合振动方程是半正定方程而无法直接采用增量谐波平衡法进行求解的问题,引入微小相对位移量来描述行星齿轮系统中各个部件之间的相对运动.采用运动转移矩阵将半正定方程转化为正定方程,同时考虑齿轮啮合刚度时变的非线性特性,采用增量谐波平衡法分析了行星齿轮系统非线性动力学响应.通过与数值求解方法Newmark-β法相对比,计算结果一致,验证了本文方法的正确性及高效性.     

内燃机缸盖振动信号的特性与诊断应用研究

研究了内燃机缸盖振动信号的时域、频域和循环波动特性,揭示了它的非平稳时变特点,提出抽区间采样分析与参数平均相结合的振动诊断方法,并给出在气门间隙异常和气门漏气故障诊断中的应用实例     

钢/塑齿轮组合行星传动系统的振动与噪声特性(英文)

为了深入了解钢质行星齿轮传动系统引入塑料齿轮后的振动和噪声特性,建立了钢/塑齿轮组合行星传动的动力学分析模型和实验模型,对4钢/塑齿轮组合行星传动系统的振动与噪声特性进行了理论分析与试验研究,分析了组合方式对行星传动振动特性的影响.数值仿真与实验研究结果表明:塑料齿轮的引入对行星齿轮传动的振动特性影响很大,显著地减小了太阳轮与行星轮和内齿圈与行星轮的啮合动载荷;有效地抑制了行星齿轮传动的齿轮啮合频带振动和高频带振动;组合方式对行星齿轮传动的振动特性影响显著,合理地采用钢/塑齿轮组合行星传动结构可以极大地降低啮合动载荷,从而有效地抑制了传动系统的振动和噪声.研究成果对降低工程机械中传动系统的振动和噪声具有一定的应用价值.     

齿顶修形行星轮系啮合刚度分析

以含有太阳轮减重孔、齿圈固定孔、柔性系杆的行星轮系为研究对象,基于ANSYS软件,建立了考虑实际结构的修形行星轮系有限元模型.基于该模型,研究了齿顶修形以及减重孔、齿圈轮缘厚度、柔性系杆等齿轮结构对行星轮系时变啮合刚度的影响.研究结果表明:齿顶修形改变了啮合刚度曲线的形状和数值大小;减重孔增大将导致啮合刚度减小而齿圈支持率变大使啮合刚度增加;同时,系杆越柔,行星轮系啮合刚度波动越小.研究结果可为实际生产中考虑修形的行星轮系设计提供理论依据.     

内齿行星齿轮机构的弹性动力学仿真

建立了内齿行星齿轮传动运动副及零件的弹性变形协调条件和弹性动力学分析方程．利用模态叠加法和封闭算法对动力学方程进行了仿真，仿真中对截断模态对系统动力学响应的影响进行了拟静态修正，计算了机构中输入轴行星轴承、输入轴箱体支承轴承、支承轴行星轴承和支承轴箱体支承轴承的载荷，以及在两个所谓“死点位置”的载荷．结果表明，在这两个位置，轴承载荷并不很高，即“死点冲击”并不存在．还计算了传动系统的固有频率．     

瞬时频率波动分析与齿轮故障诊断

本文研究了齿轮振动信号调制与解调的过程与机理。并根据希尔伯特变换理论,提出了一种早期诊断齿轮故障的新方法—瞬时频率波动(TFF—Transient FrequencyFluctuation)分析法,实现了频率调制信号的解调,较好地提取了齿轮的局部损伤信息。在大量试验与分析的基础上对该方法进行了验证。     

包络分析方法及其在齿轮故障振动诊断中的应用

通过理论分析和实际工程应用分别讨论了两种常用的齿轮振动包络分析方法，将细化技术融于希尔伯特交换解调及窄带解调之中，以提高解调频谱的频率分辨力。     

齿间滑动摩擦对行星轮系非线性振动的影响

考虑齿间互动摩擦和时变刚度非线性因素,建立扭转行星轮系动力学模型.根据齿间摩擦的特点,将啮合周期划分为三个阶段.用解析和数值计算相结合的方法,研究行星轮系齿间滑动摩擦、齿间载荷分配系数、相位差等参数对行星轮系非线性振动和稳定性的影响.发现在考虑齿间滑动摩擦力时,行星轮系非线性动力学存在如下特点:摩擦因子对行星轮系各构件...     

基于可变约束两级输出的行星轮系机构设计与仿真

可变约束两级输出的行星轮系机构是基于行星轮两自由度结构特点而设计,能实现在传动过程中自动转变输出运动状态.针对本文设计的可变约束两级输出的行星轮系机构,先后进行了传动理论分析、三维模型搭建、运动学和动力学的ADAMS软件仿真和仿真结果分析,初步论证了可变约束两级输出的行星轮系机构的可行性,为以后在过载保护、工况自动选择、信息反馈等机械传动过程方面的应用具有重要价值.     

变速箱行星轮系的动力学仿真

为研究两挡变速箱行星轮系传动过程中的振动特性和轮系间轮齿动态啮合力的变化规律,利用Adams动力学软件建立变速箱行星轮系机构的动力学模型。根据变速箱的工作原理,对行星轮系的动力学行为进行仿真模拟,结果表明：行星轮系输出角速度和角加速度的曲线呈明显周期性,且仿真分析和理论结果的误差为0.6%,以此证明行星轮系仿真模型的正确性。由于轮齿啮合具有一定的周期性致使轮系振动也具有周期性的特点,输出振动角加速度在理论值0°/s²上波动。太阳轮和内齿圈分别与行星轮之间的动态啮合力主频率为2倍关系,太阳轮与行星轮径向、切向啮合力存在90°的相位差,行星轮系轮齿间的接触力满足力平衡关系,与理论分析相一致。     

一种齿轮箱信号分析与故障诊断系统

介绍了一种齿轮箱信号分析与故障诊断系统,该系统以“三谱二时域”综合诊断法为理论基础,并将共振解调技术应用于齿轮箱故障诊断中。