变工况下裂纹故障直齿轮副振动特性分析

摘要：

针对齿根裂纹齿轮副的故障检测,常利用采集齿轮箱振动信号进行分析评估齿轮副的健康状态,但在对故障齿轮副进行振动故障检测过程中,因为齿轮副的转速误差以及负载转矩波动及其他非稳定工况,使得齿轮副运行并不处于理想状态,此对齿轮副振动信号影响较大,使之难以分辨齿轮副振动的特征频率.为此根据势能法建立齿轮副齿根裂纹模型,推导齿轮副发生局部故障后其时变啮合刚度计算解析式,对变工况下齿轮副振动非平稳信号进行短时傅里叶变换,分析在变工况情形下齿轮副的振动特性.研究结果表明:在稳定工况下,齿轮副的振动幅值随转速和负载转矩增加而增加,其边频带分布也随之呈现出一定规律.在非稳定工况下,利用短时傅里叶变换后,发现齿轮箱振动时域和振动频域都出现明显的振动冲击,频域中相邻冲击峰的间隔反映齿轮副的转速误差,其主要频率的分布和幅值也可反映齿轮副运行过程中的转速和转矩负载的波动.同时,在非稳定工况下所得到的结论与齿轮副在稳定工况下运行所得到的结论相一致,皆为齿轮副的振动幅值随转速和负载转矩增大而增大.

关键词：直齿轮副、裂纹故障、变工况、短时傅里叶变换(STFT)、振动分析

所属期刊栏目：41

分类号：TH132.413

资助基金：国家自然科学基金;芜湖市科技计划项目

在线出版日期：2022-06-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：225-234