基于传动机理分析的行星齿轮箱振动信号仿真及其故障诊断.pdfVIP

学兔兔 第 5O卷第 17期 机 械 工 程 学 报 Vl01．50 NO．17 20 1 4年20 1 9 月 JOURN AL0F MECHANICAL ENGINEERING Sep． 20 41 DoI： 10．3901／JME．2014．17．061 基 于传 动机理分析 的行星 齿轮箱振 动信号仿真 及其故 障诊 断木 雷亚国 汤 伟 孔德 同 2 林 京 (1．西安交通大学机械制造系统工程国家重 点实验室 西安 710049： 2．华电电力科学研究院 杭州 310030) 摘要 ：行星 齿轮传动结构一般 由太阳轮、行星轮、内齿圈和行星架等组成 ，相 比定轴齿轮传动 ，其结构更加复 杂。行星齿轮 箱 中，多对 齿轮啮合 引起 的振动相互叠加 、各啮合 点与传感器 之间的传递路径周期性变化等特 点使其故障诊断 比定轴齿轮箱 难度更大 。为 了准确诊 断行 星齿轮箱故障 ，分析其传动机理 、建立振动信号仿真模 型尤 为重要 。针对这一 需求，将行星齿轮 箱 内部 的多个啮合 “分而治之 ”，分析每个啮合成分 的传 递路径 ，综合考虑各 啮合成分之 间的相位 差，建立行星齿轮箱 的振 动 信号仿真模型 ，得到了不 同齿轮故 障时的振动响应信号 ，通过对 比正常与故障信号 的不 同特 点，实现 行星齿轮箱 的故障诊 断 。该模 型的优势在于综合考 虑了行星齿轮箱 内部的多对啮合 以及它们之 间的相位 关系、行星轮 公转引起的时变传递路径 以 及 齿轮故障 时的调制等因素 。为了验证 该信 号仿真模型 ，在行 星齿轮箱试验台上采集 了正常 、太阳轮和行星轮局部故障 的振 动信号 ，与仿真 模型的信号进行 了分 析比较 ，归纳 了行星齿 轮箱齿轮局部故障 时的振动信 号特 点。 关键 词 ：行 星齿轮箱 ；传动机理 ：信号仿真 ；故障诊断 中图分类号 ：TH17 VibrationSignal Simulation and Fault Diagnosis Planetaryof Gearboxes Basedon Transmission Mechanism Analysis LEIYaguo TANGWei KONGDetong LINJing (1．StateKeyManufacturing Laboratory for Systems Engineering，Xi’an University,Xi’anJiaotong 710049； 2．Huadian Electric Power Research Institute，Hangzhou 3 1 0030) 1