基于PCA的齒輪箱故障診斷技術(shù)研究

1.92萬字
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摘要 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機械設(shè)備向著高性能、高效率、高自動化和高靠
性的方向發(fā)展。齒輪箱由于具有傳動比固定、傳動轉(zhuǎn)矩大、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，是用于改變轉(zhuǎn)速和傳遞動力的最常用的傳動部件，是機械設(shè)備的一個重要組成部分，也是故障易于發(fā)生的一個部件，其運行狀態(tài)對整機的工作性能有很大的影響。它的損傷和失效常常導(dǎo)致傳動系統(tǒng)或整機的故障，從而導(dǎo)致重大安全事故。
本文首先從齒輪箱故障定義出發(fā)分別介紹了齒輪箱各個部位在出現(xiàn)故障時
會出現(xiàn)什么樣的征兆和現(xiàn)象。
然后從齒輪的角度出發(fā)，介紹了齒輪箱中齒輪在日常工作中會出現(xiàn)哪些故障和發(fā)生故障時所出現(xiàn)的現(xiàn)象以及解決方法。其次介紹了PCA算法的基本思想，數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，最后介紹了PCA算法在齒輪箱診斷中的具體應(yīng)用。
關(guān)鍵詞： PCA、齒輪箱、故障診斷

Gearbox fault diagnosis based on PCA

Abstract Along with the development of science and technology, mechanical equipment toward high performance, high efficiency, high automation and high depend Sexual direction. Gearbox due to its ratio fixed, transmission torque, compact structure etc, and is used to change speed and transmit power transmission components of the most commonly used mechanical equipment, is an important part of the fault, is prone to a component of the machine, the operation state of the working performance has very big effect. Its damage and failure often led to drive system or machine's fault, resulting in serious accidents.
This paper from the gearbox fault definition respectively introduces gearbox each place in malfunction
Will appear what kind of warning signs and phenomena. Then from the Angle of gears, introduces the gearbox of gear in daily work will appear what faults and fault phenomena, and what happen solutions. Second gear noise fault from the modulation phenomenon and edge band distribution characteristics were studied. Find the corresponding solution and finally introduces the time domain and frequency domain and wavelet analysis in gearbox fault diagnosis of application. And the development of wind power in China, and the present situation and development trend of wind power gearbox status were introduced.

Key words PCA, gearbox ,fault diagnosis


目 錄
第1章 緒 論 1
1.1選題的背景 1
1.2研究的目的與意義 1
1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
第2章齒輪箱故障診斷的內(nèi)涵 3
2.1 齒輪箱故障的定義 3
2.2 齒輪箱故障診斷目的和意義 3
2.3齒輪箱常見的故障形式及分類 3
2.3.1齒形誤差 4
2.3.2齒輪均勻磨損 4
2.3.3軸不對中 4
2.3.4 斷齒 4
2.3.5 箱體共振 4
2.3.6 軸輕度彎曲 4
2.3.7 軸嚴重彎曲 5
2.3.8 軸不平衡 5
2.3.9 軸向竄動 5
2.3.10 軸承疲勞剝落和點蝕 5
2.4齒輪箱常見故障征兆 5
2.4.1齒輪箱在性能方面的故障征兆 5
2.4.2設(shè)備在外觀方面的故障征兆 6
2.5齒輪箱故障診斷發(fā)展歷程 6
2.5.1 機理研究 7
2.5.2信號處理技術(shù) 7
2.6本章小結(jié) 7
第3章 齒輪箱中齒輪故障診斷及機理 9
3.1齒輪震動機理機器故障信號的組成 9
3.1.1齒輪常見故障 9
3.1.2 齒輪震動機理 14
3.2齒輪箱日常的清理和維護 18
3.3本章小結(jié) 18
第4章 齒輪箱中齒輪故障診斷及調(diào)制現(xiàn)象 20
4.1齒輪產(chǎn)生故障時的調(diào)制現(xiàn)象和邊頻帶分布特點 20
4.1.1齒輪振動信號的嚙合頻率及其各次諧波 21
4.1.2齒輪振動信號的嚙合頻率調(diào)制現(xiàn)象 21
4.1.3 齒輪振動信號的齒輪固有頻率的調(diào)制現(xiàn)象 21
4.1.4 箱體固有頻率調(diào)制現(xiàn)象 22
4.2 激振能量對不同調(diào)制振動的影響 22
4.3 齒輪振動信號中的其他成分 23
4.4齒輪箱沖擊振動的幾種基本形式 24
4.5本章小結(jié) 25
第5章 基于PCA的齒輪箱故障方法研究 26
5.1 PCA——主成分分析基本思想 26
5.2 主成分分析模型推導(dǎo) 27
5.3 PCA在齒輪箱診斷中的作用 29
結(jié) 論 31
參考文獻 32
致 謝 33