时标信号在螺旋锥齿轮振动与噪声测量中的应用

在传统的齿轮振动与噪声测量的基础上,提出了一种使用旋转编码器为采集振动与噪声数据提供齿轮分度时标的测量方法;通过对齿轮啮合时谐波特征的分析,建立了螺旋锥齿轮振动与噪声的同步测量模型,推导了时标信号的频率特性,并分析了其滤波效果;然后在此基础上利用MATLAB软件对齿轮传动中的啮合频率及其谐波进行了仿真与分析;最后,在Y9550型滚动检验机上搭建振动与噪声测量的试验平台,并对螺旋锥齿轮的振动与噪声进行了测量验证。结果表明,利用时标分度信号的测量方法能够有效地隔离机床本身的振动并减少输入噪声的扰动及其他影响,进而准确地提取出与啮合周期信号相关的频率信息。     

高速齿轮动态传动误差的希尔伯特-黄变换分析

高速齿轮传动误差测量与分析是一个急需解决的难题。通过构建动态传动误差测量系统,测得高速齿轮动态传动误差曲线,并将希尔伯特-黄变换(HHT)应用于高速齿轮动态传动误差信号分析,自适应得到高速齿轮动态传动误差信号不同频率成分的固有模态函数,分离出轴频分量和齿频分量,获得动态传动误差希尔伯特谱。为了验证HHT的可行性与正确性,利用快速傅立叶变换(FFT)对相同的传动误差信号进行频谱分析。结果表明:HHT在高速齿轮动态传动误差信号的分频、滤波方面都具有优越性;相比FFT,希尔伯特-黄变换能够很好的提取信号的高频特征,将传动误差信号各成分分离,分析结果更加精确。     

基于.NET平台行星齿轮传动故障诊断系统

鉴于三级行星齿轮传动系统故障诊断方法的不足,开发了基于. NET平台的行星齿轮传动故障诊断系统,实现了多路信号实时采集与综合分析功能。首先采集行星齿轮传动系统的振动信号,然后运用基于. NET平台设计开发的行星齿轮传动故障诊断系统对数据进行时频域分析,并利用小波阈值降噪、包络谱分析、频谱细化、窄带解调等方法进行特征提取并对特征信息进行状态识别,最后对行星齿轮传动系统故障信号特征频率进行验证对比。试验结果验证了该行星齿轮传动故障诊断的可行性和有效性。     

准双曲面齿轮振动噪声试验与预估分析研究

为研究准双曲面齿轮传动机构的啮合振动、辐射噪声与传动误差的关系,建立三者之间的数据同步检测模型;并利用Y9550型锥齿轮滚动检验机搭建了综合试验平台。通过对一副准双曲面齿轮的振动与噪声信号的采集数据对比,分析振动与噪声的时域特征,并进一步分析振动与噪声谱中的频域相关特性。在Kato公式的基础上引伸出准双曲面齿轮的定量分析式,并借助传动误差的检测结果,对多次采集的数据进行以振动代替噪声的预估计算,试验结果表明:准双曲面齿轮的啮合振动能够较准确地反映出传动噪声的状态,并能够反馈到齿轮设计层面上,从而达到降低齿轮振动与噪声的目的,提高传动系统的稳定性。     

齿轮双面啮合检查仪的微机化改造

介绍了对齿轮双面啮合检查仪计算机改造的原理、硬件电路及软件构成。系统硬件部分主要由电感测微仪、12位A/D转换器和单片机AT89C5 1组成 ,采用RS2 32接口与计算机进行串行通讯 ,上位机采用VB6 .0作为人机界面和数据处理平台 ,可实时显示、存储和分析测量数据及打印标准的检测报告。该系统可使误差测量过程变得简单可靠     

基于PSD的一维位移测量系统

介绍了PSD（Position Sensitive Detector）传感器的结构及工作原理,设计了一种基于PSD的非接触精密位移测量系统。系统包括PSD传感器、控制系统和上位机3部分。对控制系统的硬件电路进行了详细介绍,控制系统以STC89C52RC单片机和具有24位转换精度的AD7714为核心。单片机通过AD7714采集PSD传感器的输出信号,再对采集到的位移信号分析处理后将数据打包通过RS-485接口传给上位机,位移值在上位机界面上显示出来,实现了对系统的远程控制和实时测量。系统的量程为-10－＋10mm,测量分辨率达到了1μm,测量精度较高。     

有源电力滤波器的故障诊断与监测系统设计

针对有源电力滤波器(APF)主电路中的IGBT及其驱动器容易引发开路故障,以及如何利用虚拟仪器技术取代传统的电能质量分析装置对APF进行实时监测等问题,通过对APF中IGBT的开路故障进行分析,设计了其相应的故障诊断硬件电路,同时设计了监控系统中的电网电流信号、APF运行温度采样信号的硬件电路,并分析说明了电路工作原理。设计了一种基于Lab VIEW软件的实时监测系统,通过将采样数据发送到该监测系统,实现了利用上位机对APF运行的实时监测功能。最后进行了对电网电压、谐波电流等信号的实时采样,以及对IGBT开路故障的模拟测试。实验及研究结果表明,该系统能够实现对APF的运行状态进行实时监测,同时能够实现IGBT及其驱动器的故障诊断功能,系统故障诊断精确性高、响应迅速。     

齿廓修形对汽车传动齿轮齿面振动噪声影响研究

针对汽车传动中齿轮齿面振动引起的噪声的问题,建立了齿轮与齿轮啮合的系统振动模型,同时将模型中的误差量与齿轮齿廓的修形量进行关联,耦合建立出齿轮齿廓在齿顶部分和齿根部分的修形曲线,并搭建齿轮啮合振动系统动态模型的实验平台对振动噪声做进一步分析。通过实验发现齿轮啮合噪声是影响着整体波形的大小和走向的重要因素,修形后的齿轮拟合噪声时域图波形振幅相对于修形前明显减弱,冲击减小趋势显著;同时,对主试箱振动噪声进行实时采集对比修形前后采样的噪声点。验证了系统振动模型和修形方法的可行性,为汽车变速箱降噪的研究提供了参考。     

基子DSM的齿轮传动噪声分析过程建模研究

将设计结构矩阵引入到齿轮传动噪声分析系统中,提出了齿轮传动噪声的设计与分析活动之间联系的基本形式,利用MATLAB语言和图论知识实现了噪声分析过程中耦合活动集的识别算法.通过对初始化DSM矩阵的解耦,建立了优化后的齿轮传动噪声分析过程DSM模型,并根据该模型组建了分析过程的流程.     

超声研齿系统的有限元仿真与试验

介绍了超声研齿加工方法,对超声研齿换能器的结构做了分析,用有限元软件ANSYS对包含预应力作用的超声研齿系统进行了模拟仿真,仿真结果与实际测量结果相符。并通过超声研齿系统的材料去除和噪声试验,证实超声研齿能提高研齿效率,减小齿轮传动时的噪声。     

基于ARM和DSP的齿轮噪声测试系统

为了解决齿轮噪声传统测量方法受人为因素影响较大的弊端,开发了一套基于ARM和DSP芯片的便携式齿轮噪声测试系统,利用DSP强大的运算能力完成了噪声信号的采集与数据的预处理;基于ARM下的嵌入式系统操作平台WinCE6.0开发了一套齿轮噪声信号分析及图形显示软件,结合触摸屏系统完成了测试参数的输入和通信设置,并在北京齿轮总厂进行了相关的实验。研究结果表明,该系统可以分析齿轮毛刺等齿轮噪声信号,可用于齿轮加工工艺的分析。     

变速行星齿轮系统故障诊断方法

针对风力发电机行星齿轮系统变速非平稳工况,且故障信号耦合调制严重、传递路径复杂、噪声污染严重等特点,提出了基于阶次包络分析的故障诊断方法,详细阐述了方法原理和实现流程。通过对变速工况下的仿真加速度信号进行阶次包络分析,对比行星轮、太阳轮以及齿圈出现故障后与正常齿轮系统的阶次包络谱结构特性,总结了不同部件故障的特征阶次。在此基础上,通过对变速行星齿轮系统试验信号的分析表明:阶次包络分析方法能较好地抑制噪声干扰,反映故障特征清楚,且故障特征能作为变转速时行星齿轮系统故障诊断和定位的依据。     

线调频小波路径追踪算法和FrFT相结合的升降速齿轮故障诊断方法

针对升降速阶段齿轮振动信号的非平稳特性,提出线调频小波路径追踪算法和分数阶傅里叶变换(Fractional Fouriertransform,FrFT)相结合的齿轮故障诊断方法。该方法采用线调频小波路径追踪算法获得升、降速阶段齿轮振动信号所包含的能量最大信号分量的瞬时频率,并通过对该瞬时频率时频曲线的观察,获得该瞬时频率近似于线性上升或下降的时间范围,提取该时间范围的齿轮振动信号段,用FrFT对所提取的振动信号段进行处理,得到齿轮振动信号段的FrFT频谱图,从FrFT频谱图存在的调制现象来判断齿轮故障。其中FrFT的最佳阶次可由瞬时频率的调频系数计算得到。由于噪声与Chirplet原子的相关性很小,使得线调频小波路径追踪方法对噪声不敏感;另一方面,选择合适的分数阶,信号的FrFT将具有很好的信噪分量效果,因此该方法可用于处理升降速阶段的低信噪比齿轮振动信号。仿真分析和应用实例验证了该方法的有效性和良好的抗噪性。     

采煤机摇臂齿轮传动系统振源定位分析方法

为了研究采煤机摇臂传动齿轮的振动分析方法并进行实机振源定位验证,首先,采用小波分析对采煤机摇臂振动信号进行降噪处理和频谱分析,依据特征频率下的振幅结果确定故障齿轮的啮合频率;然后,通过Morlet小波包络解调分析获取边频带信号频谱特征,依据边频带特征频率下的振幅结果确定故障齿轮的转动频率;最后,对频谱分析和Morlet小波包络解调分析的结果进行综合分析,锁定故障齿轮的准确位置。对一台国产采煤机摇臂齿轮传动系统进行了振动测试与信号分析,结果表明,基于小波分析、频谱分析和Morlet小波包络解调分析相结合的振动分析方法可以实现对采煤机摇臂故障齿轮的准确定位,为强噪声环境下复杂齿轮传动系统的故障快速定位和现场定点维修提供了方法支持。     

DCT变速器实验台增速箱的噪声源识别与控制

某汽车DCT变速器性能实验台的增速箱在转速和负载比较大的时候发出很大的噪声，严重影响了实验台的正常使用。利用日本Onosokki公司的DS2000数据采集系统测量增速箱声压信号和振动加速度信号，并对其进行功率谱分析，找出升速箱噪声的特征频率及噪声源。然后对产生噪声的齿轮对进行了修形，降低了噪声。     

运用LabVIEW的锥齿轮啮合性能检测系统研究

为提高对锥齿轮啮合性能检测的自动化程度,利用虚拟仪器开发软件LabVIEW,融合检测技术和信号处理技术,开发了一套锥齿轮啮合性能检测系统.通过对锥齿轮啮合产生的振动和噪声信号的采集与分析处理,来指导评判锥齿轮啮合性能.该系统成功运用于螺旋锥齿轮啮合性能的检测与分析,取得了理想效果.该检测系统对控制和提高锥齿轮的产品质量...     

基于小波分析的粉末冶金温压齿轮监测系统研究

粉末冶金温压成形技术制造的斜齿轮耐磨性好,成本低,其工作过程产生的振动、噪声具有明显的频带特点.小波分析技术对噪声没有特殊限制、降噪效果好.建立基于虚拟仪器Labview平台齿轮振动信号采集、分析处理系统,对采集的振动信号使用小波分析技术进行实时分析处理,从而对齿轮传动系统进行监测和诊断.     

行星齿轮系统的运动分析及动力学仿真

应用行星轮系的图画表示法与基本回路方法，对行星齿轮变速器进行了运动分析与效率计算；采用键合图理论，建立了系统的动态模型，并进行了动力学仿真，仿真结果具有明显的规律性，从而为行星传动技术的研究提供一种正确的理论分析方法。     

基于声发射的阀门泄漏检测及标定方法的研究

基于阀门泄漏产生声发射信号的原理,建立了可用于测试阀门泄漏率低于0.1Pa.m3/s的微小泄漏状态的声发射检测系统,采用气泡法对阀门微小泄漏进行标定。针对声发射信号在检测中易受环境噪声干扰的问题,设计了信号调理电路来降低各种噪声,并编制了LabVIEW程序对采集的声发射信号进行分析和处理。以手动球阀为被测对象,在建立的系统上进行了大量泄漏检测实验,结果表明,该系统能快速方便地对阀门微小泄漏做出定性分析。     

基于改进阶次分析与自适应VMD的变转速齿轮箱故障诊断研究

变转速齿轮箱由于工况复杂导致转频不稳定,齿轮箱的微弱故障信号可能会被掩盖在强噪声中,不能直接应用传统的时频分析方法,为故障特征的提取增加一定的难度。针对变转速信号的处理,传统的计算阶次分析方式(COT)很好地解决了变转速齿轮箱的故障特征难以提取出来的问题,但由于传统COT中所使用的重采样方法是基于样条插值法的,无法根据转频选取转频,导致重采样间隔并不均匀;提出了改进的阶次分析方法,根据采样的各点角速度依次进行重采样,提高了阶次分析的精度。同时,变转速齿轮箱因动力传递复杂,导致变转速齿轮箱噪声更加严重。变分模态分解(VMD)常被被用来去除复杂信号噪声,提取被掩盖在强噪声中的微弱故障信号。提出了自适应VMD使用能量法,确定分解层数后对分量进行指标化选取,使去噪的效果得到进一步提升。通过对实验信号分析,使用此方法进行验证。结果表明,此方法能有效转换变转速齿轮箱信号为阶次信号并对故障进行识别。