風(fēng)力機組齒輪箱傳動系統(tǒng)的動力學(xué)計算與齒輪故障特征分析.pdf

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1、Ｔ圍１００５８．ｆｔ，ｉｋ￡ｉＢＩ＆ｉｉ￡．■：ｍｈｉｍｂｂｂ＾＾ｈ＾；＊＂＂ｎｐｐ巧ｉｉｉ＾Ｓ論文題目：風(fēng)力機組齒輪箱傳動系統(tǒng)的動！＾ｆｅｒｌｒｆｌＥｊ＂屋算礎(chǔ)麵特征＾斤工程領(lǐng)域：機械工程學(xué)習(xí)方式：ａ全日制攻讀□初只鳴＼作者姓名：駕竺革Ｉ學(xué)校導(dǎo)師：堂－企業(yè)導(dǎo)師楊坤明：完成日期２０巧年１２月：．遽繪Ｍｔｆｅｒ獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加Ｗ標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含

2、其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津工業(yè)大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料一。與我同工作的同志對本研巧所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。口３口學(xué)位論文作者簽名；簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津工業(yè)大學(xué)可Ｗ將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編Ｗ供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的

3、學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：如４？口口簽字日期：７Ｗ之年〇多月口支日簽字日期：心／／年）月＞日學(xué)位論文的主要創(chuàng)新點一ＡＮＳＹＳ與ＡＤＡＭＳ聯(lián)合建立了風(fēng)力機齒輪傳動系統(tǒng)的、利用－剛?cè)嵊H合動力學(xué)模型，實現(xiàn)了對傳動系統(tǒng)不同齒輪斷齒和裂紋故障的特征識別；有效的判別了行星輪的故障特征及其對傳動系統(tǒng)的影響。二、針對齒輪故障在齒輪傳動系統(tǒng)引起的聯(lián)帶特性，通過對風(fēng)力機齒輪傳動系統(tǒng)上故障源遠(yuǎn)近測點的振動信號分析，分別研究了定軸齒輪斷齒和定軸齒輪裂紋－行星輪斷齒復(fù)合故障對傳動系

4、統(tǒng)的影響及頻域的分布特征。摘要為了研究齒輪故障對傳動系統(tǒng)的影響ｗ及復(fù)合故障時振動信號的特征，對風(fēng)力機齒輪傳動系統(tǒng)進(jìn)行實驗信號的采集與分析。針對行星齒輪傳動系統(tǒng)振動信號的不穩(wěn)定性、故障特征信號難Ｗ提取等特點，分別建立了多剛體動力學(xué)模型和剛柔稱合的動力學(xué)模型，研究了巧輪故障時振動信號的特征及對傳動系統(tǒng)的影響。首先從理論對齒輪的主要故障振動信號的時域和頻域進(jìn)行了分析，并介紹了齒輪故障特征頻率的計算方法。建立了風(fēng)力機齒輪傳動系統(tǒng)的有限元模型，分析了其低階固有頻率和相對應(yīng)的振型，掌握了齒輪傳動系統(tǒng)有

5、可能發(fā)生的共振頻率范圍Ｗ及相應(yīng)的振動方式。在故障診斷時對提取加速度信號的測點布置提供了指導(dǎo)作用。實驗信號中一，在定軸高速主動輪單故障時中速級咕合頻率及其２倍頻附近的頻帶幅值較高，復(fù)合故障時在中速級咱合頻率２倍頻附近出現(xiàn)了幅值較高的頻帶且其倍頻高于基本曬合頻率，在低頻區(qū)中行星輪的故障特征復(fù)雜，無法辨別。因此，通過ＡＤＡＭＳ建立了風(fēng)機齒輪傳動系統(tǒng)的多剛體動力學(xué)模型，利用模擬信號做定性分析，得出定軸高速主動輪故障對各測點影響明顯且頻域分布特征基本一致，表現(xiàn)為在高速級喃合頻率、中速級咕合頻率及２倍頻附近有較強的頻

6、帶。復(fù)合故障時，行星輪斷齒僅對故障源附近影響明顯，即行星輪曬合頻率及其２、３倍頻幅值明盈，且１＾曬合頻率及其倍頻為中也存在明顯邊頻，其故障對傳動系統(tǒng)的其他位置影響微弱。針對實驗信號中速級喃合頻率２倍頻幅值高于其基本咕合頻率，通過ＡＤＡＭＳ與ＡＮＳＹＳ聯(lián)合建立了風(fēng)機傳動系統(tǒng)的剛?cè)豳嚭系膭恿W(xué)模型，分析了中速級曬合頻率幅值増強的原因Ｗ及行星輪故障引起的頻域特征。分別研究了行星輪斷齒－、定軸高速主動輪裂紋行星輪斷齒復(fù)合故障的振動信號特征，得出行星輪斷齒對中速級齒輪曬合產(chǎn)生了影響，造成中速級喃合頻率的二倍頻幅

7、值增強；行星輪咕合頻率的幅值明顯增強且其倍頻的幅值明顯高其咕合頻率；復(fù)合故障時，定軸高速齒輪故障造成了中速級喃合頻率２倍頻附近的頻帶幅值增強。：風(fēng)力機組關(guān)鍵詞；加速度；ＡＤＡＭＳ；故障影響剛?cè)徨e合角加速度；；ＡｂｓｔｒａｃｔＴｏＳｔｕｄｙｔｈｅｉｎｆｌｕｅ打ｃｅｏｎｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏ打ａｎｄｃｈａｒａｃｋｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｉ打ａｌｗｈｅ打ｔｈｅｃｏｍｏｓｋｅｆａｕｌｔＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｓｉｓｏｆｅｘｅｒｉｍｅ打ｔａｌｓ

8、ｉｎａｌｏｎｇｐ，ｙｐｇｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｗｉｎｄｔｕｒｂｉ打ｅｇｅａｒｓ．ＴｈｅＶ化ｒａｔｉｏ打ｓｉｇｎａｌｏｆｌａｎｅｔａｒｅａｒｐｙｇｉｔｒ－ｎａｍｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ