基于simpack仿真的城轨列车齿轮箱故障诊断研究

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1、学校代码：密级：公开硕士学基于仿真的城轨列车故障断研究作者姓名陈军学科专业交通安全工程硕士学位论文基于仿真的城轨列车齿轮箱故障诊断研究作者：陈军导师：魏秀琨北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用

2、本授权说明）签字日期：识年月矽日签字闩期：年月円予校代码：公开：密级北京交通大学硕士学位论文基于仿真的城轨列车齿轮箱故障诊断研究作者姓名：陈军学号：导师姓名：魏秀琨职称：教授学位类别：工学学位级别：硕士学科专业：交通安全工程研究方向：交通安全理论与技术北京交通大学年月致谢借此论文完成之际，衷心地感谢我的导师魏秀琨教授。本论文从最初的选题到研究直至最后的完成都得到了魏老师的悉心指导。近三年来，魏老师深厚的学术底蕴以及对工作和学生认真负责的态度，使我获益颇丰。值此之际，再次向魏老师表示衷心的感谢，感谢魏老师两年多来对我的关心和指导。在这里祝恩师身

3、体健康，工作顺利，家庭幸福。向国家重点实验室的各位老师表示衷心的感谢！感谢贾利民教授、秦勇教授、蔡国强副教授和殷洪军老师，谢谢他们在我的科研工作和毕业论文过程中给予的指导和帮助。感谢杨继震工程师在仿真软件方面对我的帮助和支持，感谢国重实验室的姚德臣师兄、王辞、程茗、刘峰、申丽、尹贤贤、朱明、张晓中、李卓越、贺延芳等，谢谢你们在学习、科研工作和生活上给予我的关怀和帮助。感谢我的父母和亲人，谢谢他们为我付出的一切，谢谢他们对我的理解和支持！感谢所有关心和帮助过我的人，借此之际表达我真诚的谢意！最后，参加论文答辩和评审、评阅的各位专家表示衷心的感谢

4、！北京交通人学硕士学位论文摘耍摘要摘要：城市轨道交通是一种重要的公共交通方式，其运营安全与否对于人们的生命财产来说至关重要。而齿轮箱是城轨列车的重要组成部件，也是易于发生故障的一个部件，其运行状态直接关系到城轨列车的运营状态。因此对轨道交通齿轮箱故障诊断进行研究，从而实现齿轮箱由事后维修、定期维修到视情维修（状态修）的根本转变，具有重大的意义。现有的对齿轮箱故障诊断的研究都是基于实验平台的，但是该方法存在投入资金大、适用范围窄、可以实现的齿轮箱故障仿真的形式和故障仿真的程度严重受限等缺点。为了弥补现有研究方法的不足，本文首次采用了基于多体动力

5、学软件仿真的方法来研究城轨列车齿轮箱的故障诊断。基于的齿轮箱故障仿真不仅可以实现用于不同机械设备的齿轮箱的故障仿真，而且其可以仿真的故障类型及故障程度多样，可以根据实际需求来研究各种各样的齿轮箱故障。本文对城轨列车齿轮箱的典型故障进行了仿真建模，利用时、频域分析及小波包分析法对齿轮箱各种故障的检测进行研究，分析结果证明了基于齿轮箱故障检测的可行性及可靠性。同时，本文还研究了各故障信号的时、频域特征提取方法，利用算法实现了各种故障的分离。这对实现轨道交通齿轮箱的状态监测和故障诊断具有重要的参考价值。本论文的具体研究工作如下。介绍了齿轮箱系统中各

6、零部件的主要失效形式及齿轮箱系统主要的故障类型，并且着重分析了齿轮的振动机理以及齿轮的振动特征频率。利用多体动力学软件实现了对城轨列车齿轮箱系统的建模仿真，并验证了模型的正确性及可靠性。在此基础上，对齿轮箱系统的几种典型故障进行了仿真建模，即齿轮均匀磨损、轴不对中以及轴轻度弯曲。其中，针对轴轻度弯曲故障类型的特殊性重点介绍了齿轮箱弹性体建模。介绍了时、频域分析方法的理论基础，并将其应用到齿轮箱的故障分析中，即对仿真的各故障信号进行了分析、处理。总结了各故障形式的信号在时、频域的特征，分析结果证明了该方法的可行性及有效性。介绍了小波包分析方法的

7、理论基础，并研究了该方法在齿轮箱系统故障诊断的应用，利用该方法对正常信号与故障信号进行了对比分析，从而获得了故障信号的特点。系统地介绍了算法的理论基础以及其在故障分离中的应用，并将该算法应用到齿轮箱的故障分离中。采用时、频域及无量纲的特征值作为输入，分北京交通人学硕士学位论文摘耍离结果表明了该方法在齿轮箱的故障分离屮的可行性。关键词：齿轮箱；故障仿真；时域分析；频域分析；小波包；故障分离；北京交通人学硕十位论文：北京交通人学硕十位论文北京交通大宁硕十学位论文录目录摘要课题的背景及意义故障诊断学概述齿轮箱故障诊断齿轮箱故障诊断方法研究齿轮箱故障

8、诊断国内外研究现状本文的主要研究内容齿轮箱主要故障及齿轮振动机理齿轮箱中各零部件的主要失效形式齿轮的常见失效形式轴的常见失效形式滚动轴承的常见失效形式齿轮箱系统故障