基于时频—解调分析的行星齿轮箱故障诊断方法研究

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1、UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目基于时频-解调分析的行星齿轮箱故障诊断方法研究学科专业机械设计及理论学号201221080303作者姓名刘剑锋指导教师左明健教授分类号__________________________________密级UDC1学位论文基于时频-解调分析的行星齿轮箱故障诊断方法研究(题名和副题名）刘剑锋(作者姓名）指导教师左明健教授电子科技大学成都刘治汶博士电子科技大学成都(姓名、职称、单位名称)申请学位级别硕士学科专业机械设计及理论提交论文日m^论文答辩日期咕以_

2、___________学位授予单位和日期电子科技大学年/月日答辩委员会主席______________________________评阅人________________________注I:注明《国际十进分类法UDC〉〉的类号。独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：__________曰期年/月曰论

3、文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）曰期：#年<月今日RESEARCHONPLANETARYGEARBOXFAULTDIAGNOSISMETHODBASEDONTIME-FREQUENCEDEMODULATIONANALYSISAThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScien

4、ceandTechnologyofChinaMajor:MechanicalDesignandTheoryAuthor:JianfengLiuAdvisor:Prof.MingjianZuoSchool:SchoolofMechatronicsEngineering摘要摘要行星齿轮传动系统是机械传动系统中的关键部分，已广泛应用于航空航天、船舶、风力发电、工程机械等领域。在运行中一旦某个部件发生故障，有可能会对整个机械系统产生影响。因此，本论文以行星齿轮传动系统状态监测与故障诊断为目的，研究了基于时频-解调分析的故障诊断新方法和新技术，其主要研究内容如下：（1）针对传统的行星齿轮箱故障振动频谱

5、特征分析方法在理论计算和实际故障频率的峰值之间存在偏差的问题，提出了一种行星齿轮结构等效轴承模型的故障振动频谱特征分析方法，精确表征了行星齿轮各部件的故障特征频率，为后续的信号故障特征的提取提供了理论依据。（2）针对行星齿轮箱振动信号的非平稳特性，利用小波包变换与希尔伯特包络解调相结合的技术，有效提取了行星齿轮箱故障的高频冲击信号。（3）针对行星齿轮箱早期微弱信号故障特征提取问题，提出一种提升小波包变换和最大峭度指标的故障诊断方法，较理想地提取了行星齿轮箱早期微弱故障特征信息。（4）针对强噪声背景下行星齿轮箱故障特征提取问题，利用基于噪声辅助分析的集合经验模态分解方法。该方法克服了经典的经验

6、模态分解方法的模态混叠现象，在强噪声下对行星齿轮箱故障高频部分特征的提取具有显著优势。（5）开发了基于时频-解调分析的监测诊断系统软件，介绍了诊断系统软件的结构和功能，实现了MATLAB环境下调用数据进行行星齿轮箱故障状态监测与故障诊断。关键词：行星齿轮箱，故障诊断，振动频谱特征分析，提升小波包，集合经验模态分解IABSTRACTABSTRACTPlanetarygeartrainssystemisakeypartofthemechanicaltransmissionsystem.Itiswidelyusedinaerospace,shipbuilding,windenergyequipme

7、nt,engineeringmachineryandotherfields.Onceacomponentfailsinoperation,itwillleadtoanimpactontheentireequipment.Forthisreason,newmethodsandnewtechnologiesoffaultdiagnosisbasedonthetime-frequencydemodulationan