【正文】 信號的齒輪故障診斷方法研究畢業(yè)論文目 錄前 言 ................................................................................................................1第 1 章 緒論 ....................................................................................................2第 節(jié) 齒輪故障診斷的簡介及意義 .......................................................2 齒輪故障診斷一般步驟 .....................................................................2 齒輪故障診斷的方法 .........................................................................2 齒輪故障診斷的意義 .........................................................................3第 節(jié) 國內外研究現(xiàn)狀及趨勢 ...............................................................4第 節(jié) 本文研究的主要內容 ...................................................................6第 節(jié) 本章小結 .......................................................................................6第 2 章 齒輪故障診斷基礎 ............................................................................7第 節(jié) 齒輪故障常見形式 .......................................................................7 齒面磨損 .............................................................................................7 齒面膠合和擦傷 .................................................................................7 齒面接觸疲勞（點蝕、削落） .........................................................8 彎曲疲勞和斷齒 .................................................................................8第 節(jié) 齒輪常見故障征兆 .......................................................................8北京化工大學畢業(yè)設計(論文)II 設備在外觀方面的故障征兆 .............................................................8 齒輪在性能方面的故障征兆 .............................................................9第 節(jié) 齒輪振動信號的特征分析 ...........................................................9 齒輪軸的轉動頻率及其 各次諧波 .....................................................9 齒輪的嚙合頻率 ...............................................................................10 由調制效應而產(chǎn)生的邊頻帶 ...........................................................11 齒輪振動的特征頻率 .......................................................................12 幾種特殊狀態(tài)齒輪的頻域特征 .......................................................13第 節(jié) 齒輪故障診斷試驗臺及齒輪振動信號簡介 .............................14第 節(jié) MATLAB 簡介及在故障診斷中的應用 ...................................15第 節(jié) 本章小結 .....................................................................................17第 3 章 齒輪故障診斷時域方法分析 ..........................................................18第 節(jié) 時域分析的基本理論 .................................................................18 時頻域分析 .......................................................................................18第 節(jié) 小波變換 .....................................................................................19 連續(xù)小波變換 ...................................................................................20 離散小波變換 ...................................................................................21第 節(jié) 一維離散小波 MATLAB 中實現(xiàn)方法 ......................................23第 節(jié) 基于一維離散小波對齒輪故障診斷的研究 .............................23第 節(jié) 頻域分析在齒輪故障診斷中的應用 .........................................26 MATLAB 中 的 FFT 變換 ................................................................27北京化工大學畢業(yè)設計(論文)III 頻譜分析 ...........................................................................................27第 節(jié) 本章結論 .....................................................................................30第 4 章 基于 EMD 的齒輪故障診斷 ..........................................................31第 節(jié) 基于 EMD（經(jīng)驗模式分解）的振動信號特征提取 ...............31 EMD 的研究背景 .............................................................................31 經(jīng)驗模式分解(EMD)方法原理 .......................................................31 基于 EMD 的振動信號特征提取分析 ............................................33第 節(jié) 基于 EMD 對齒輪故障診斷的 研究 ..........................................37第 節(jié) 針對仿真出來的波形進行分析 .................................................43第 節(jié) 本章小結 .....................................................................................43第 5 章 結論 ..................................................................................................44第 節(jié) 本文結論 ......................................................................................44參考文獻…………………………………………………………………….45致 謝 ............................................................................................................47北京化工大學畢業(yè)設計(論文)1前 言機械設備中大部分是旋轉機械，覆蓋著動力、電動、化工、冶金、機械制造等重要工程領域，是工廠的關鍵設備，起工況狀態(tài)不僅影響機器設備本身的運行，而且還會對后續(xù)生產(chǎn)造成損失，嚴重會對國民經(jīng)濟造成巨大損失或機毀人亡的后果。而齒輪傳動是旋轉機械中應用最為普遍的機械結構。雖然齒輪從設計、結構、材料到制造等方面已相當成熟和規(guī)范。研究表明，齒輪箱80％的故障由齒輪引發(fā)的；而90％的齒輪故障都是局部故障，例如裂紋、崩齒等。齒輪裝置在運行中與其運行狀態(tài)有關的征兆由溫度、噪聲、振動、潤滑油中磨損物的含量及形態(tài)、齒輪傳動軸的扭轉振動和扭矩、齒輪齒根應力分布等構成。目前大多數(shù)的齒輪故障診斷技術均以振動信號為研究對象，從時域、頻域、時頻聯(lián)合域不同的角度對其分析和解釋。(3)磨屑殘余物測定法。(4)聲學法。(5)溫度監(jiān)測法。而目前效果最好并最廣泛應用的是通過振動信號的檢測和診斷在時頻域進行分析的方法。實踐證明采用振動監(jiān)測對齒輪進行在線故障診斷是一種行之有效的方法 [1]。其中故障特征的提取是診斷過程中的關鍵 [2]。工況監(jiān)視的任務是判斷動態(tài)系統(tǒng)是否偏離正常功能和監(jiān)視器發(fā)展趨勢，預防突發(fā)性故障產(chǎn)生。如果系統(tǒng)某個環(huán)節(jié)存在故障，就要進一步查明故障原因及位置，這就是診斷。而信號分析是工況監(jiān)視和故障診斷中最重要的方法。然后，那些信號中的突顯的特征可以被提取出來，應該用于故障診斷中 [4]。振動信號的分析方法中時域分析、頻域分析、包絡分析、頻率波動分析、共振解調分析等均有較好的效果 [5]。1，在這些診斷方法中，目前應用較多仍是時域分析、頻域分析、倒頻域分析等 [6]。1齒輪精密診斷分類 [6] 齒輪故障診斷的意義齒輪作為機械設備中一種必不可少的連接和傳遞動力的通用零部件，在金屬切削機床、航空、電力系統(tǒng)、農業(yè)機械、運輸機械、冶金機械等現(xiàn)代工業(yè)設備中得到了廣泛的應用。齒輪箱由于具有傳動比固定、傳動轉矩大、結構緊湊等優(yōu)點，是用于改變轉速和傳遞動力的最常用的傳動部件，是機械設備的一個重要組成部分，也是故障易于發(fā)生的一個部件，其運行狀態(tài)對整機的工作性能有很大的影響。據(jù)統(tǒng)計，傳動機械中 80％的故障是由齒輪引起的，旋轉機械中齒輪故障占其故障的 10％左右。隨著設備的逐漸大型化、自動化、連續(xù)化、高速化和復雜化，齒輪的故障和失效給整個生產(chǎn)和社會造成的損失越來越大。因此采用先進技術對齒輪進行狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，可實現(xiàn)齒輪由事后維齒輪精密診斷法（振動噪聲）(1)功率法(2)相關法(3)雙譜 (1)低頻時域平均(2)時域波形(3)調幅解調(4)相位調節(jié) (1)時序參數(shù)(2)最大墑譜(1)短時 FFT(2)維格納分布(3)小波分布北京化工大學畢業(yè)設計(論文)4修、定期維修到事前維修的根本轉變，減少一些不必要的經(jīng)濟損失，進而創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟效益和社會效益。發(fā)展了大量的方法，像功率譜、平均時間域、適應噪音刪除、解調制分析、時間序列分析等。然而，在某些應用方面仍有困難，如對存在裂紋的齒輪齒面系統(tǒng)和往復式動力機汽缸表面的檢測 [8]。但是，現(xiàn)在大部分廣泛應用的信號處理技術都是基于穩(wěn)態(tài)信號假設的前提條件下，對處理非穩(wěn)態(tài)信號，新型診斷技術被提出。 等認為快速傅里葉變換（FFT）是眾多用于故障診斷的信號分析方法中最廣泛使用的方法之一，但是像傳統(tǒng)的信號分析方法一樣，快速傅