侯文鹏开题报告

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1、石河子大学毕业论文（设计）开题报告课题名称：基于DASP系统齿轮箱振动信号的MATLAB软件辅助分析学生姓名：侯文鹏学号：2011509241学院：机电学院专业年级：2011级工业工程指导教师：梅卫江职称：副教授毕业论文（设计）起止时间：2015年3月——2015年6月一、论文研究的意义现代化机械不断向复杂化和自动化方向发展，机械设备的故障诊断技术也越来越受到重视［1］。如果某一零部件或设备发生故障但没能及时发现并处理，结果不仅会导致零部件、设备自身的损坏，产品质量的下降或所在生产线的停止运行，带来巨额的经济损失，其至造成人员伤亡的严重后果［2,3］。其

2、中齿轮箱是机械系统的重要部件，故障发生率较高，研究表明，齿轮箱60%的故障由齿轮引发的;而90%的齿轮故障都是局部故障，例如裂纹、崩齿等［4『因而对其进行故障诊断和监测十分重要。采用有效的技术手段和完善的监测系统对齿轮箱的运行状态进行监测诊断，可以有效避免故障停机和定期维修造成的不必要损失，无论从安全层面还是经济层面，都有着很大的研究价值和意义。二、论文研究的目的本项冃利用机电学院机械测功实验台架，通过对齿轮箱台架实验，在齿轮箱中齿轮的几种故障状态下，基于DASP虚拟测试系统对齿轮箱表面振动信号测试，在MATLAB软件辅助下做基本的分析，研究其机理及相关

3、零部件的状态，探寻利用齿轮箱表面振动信号来识别齿轮箱故障状态的可能性。三、国内外研究现状总的来说，状态监测与故障诊断技术自身的发展过程,大致可归纳为以下三个阶段：①离线的FFT分析仪阶段上世纪八十年代初、中期，通过磁带记录仪到现场记录振动信号，然后回实验室输入FFT（快速傅里叶变换）分析仪冋放,进行频谱分析，只有功率谱（幅值谱）及波形，少数配置双通道吋才能看到轴心轨迹，分析方法单一,基本上只能查幅值、频率。②离线或在线的计算机辅助监测、诊断阶段'上世纪八十年代末期至九十年代中期,通过计算机完成信息采集、信号分析、数据库管理、甚至给出诊断结论，有各种图谱，

4、分析方法多样，更加注重幅值、频率、相位信息的全面、综合利用,还涌现出专家辅助诊断系统。③网络化监测、诊断阶段上世纪九十年代末以来，充分利用企业内部局威网和Internet网络，做到资源共享、节省投资、远程诊断，所监测的参数不再局限于振动、轴位移、转速,进一步扩展到流量、压力、温度等工艺过程量,对设备运行状态的把握更加全面、准确，实现了真正意义上的专家远程诊断。正常齿轮在平稳运行的吋候，测取的信号是平稳信号，在早期故障诊断的吋候，通常将信号假设为平稳、线性、高斯性，再对其进行处理，初步判断故障，比如时域处理的时域统计指标,频域处理中的傅立叶分析方法等。但实

5、际齿轮一旦发生故障，曲于故障原因的不同，信号也将出现不同的特征:对于均匀磨损类分布式故障，信号为平稳信号，此时可以采用上述方法进行故障诊断；当齿轮或滚动轴承发生轻度或较严重的故障时,如齿轮点蚀、疲劳剥落等故障，信号为周期平稳信号，出现冇规律的冲击和调制现象；当故障更加严重的吋候,如滚动轴承人面积的连续疲劳剥落，信号中将会出现无规律的冲击和调制现象。此时的信号不再是平稳信号,而是非平稳、瞬时，时间局域化（time一localized）信号,传统信号处理方法不再适用，新的信号处理方法应运而生,如小波分析、循环平稳分析、独立分量分析（一）时域信号处理方法1传统

6、时域信号处理方法传统时域信号处理方法采用统计指标实现对故障的诊断，它的主要思想如图1一1所示图1-1统计指标法处理过程流程图2时域同步平均法TSA确切的说不能用于故障诊断，其主要口的是进行信号的预处理，提高信噪比，提取周期分量，进而方便后续环节的处理。从TSA的名称屮可以确定该方法的处理过程包括了同步采样和平均两个部分，所谓同步采样即对同一齿轮的振动信号进行采样时保证毎次采样的起点都为同一个，采样多个周期。平均便是对采集到的多个周期的信号按周期进行叠加平均。经过平均，随机信号、非周期信号以及与感兴趣的周期不一致的其它周期成分便被弱化,这样信噪比得以提高［

7、5］。3其他吋域法在时域信号处理屮，还有很多其他的方法用于故障诊断，比如残差法、参数估计法等。（二）频域处理方法频域信号处理方法主要有以傅立叶变换为基础的传统频域信号处理方法和针对非线性的高阶信号处理方法。在本小节中介绍传统频域信号处理方法，包插了功率谱分析、倒谱分析、细化谱分析,最后简略介绍一下频域的其他的信号处理方法。1功率谱分析功率谱分析方法是频谱分析屮最常用的信号处理方法。在齿轮箱故障诊断屮，用纯粹的频谱分析方法（如功率谱）时要求信号为准周期采样，否则傅立叶变换后将发生频谱偏移。2倒谱分析齿轮箱中存在着丰富的边频带，但由于故障的产生，调幅调频现象

8、同时存在,边频带呈现复杂的不规则特征，因此仅从频谱上分析并不能判断边频带的周期性