首页> 中文学位 >随机扰动下齿轮传动系统的非线性动力学与故障辨识研究
【6h】

随机扰动下齿轮传动系统的非线性动力学与故障辨识研究

代理获取

目录

声明

摘要

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状及发展趋势

1.2.1齿轮传动系统非线性动力学的研究现状

1.2.2齿轮传动系统混沌振动控制的研究现状

1.2.3齿轮传动系统故障诊断技术的研究现状

1.3本文的主要研究内容与安排

第2章随机扰动下齿轮传动系统的非线性动力学模型

2.1引言

2.2齿轮传动系统所受激励的类型

2.2.1内部激励

2.2.2外部激励

2.2.3随机扰动激励

2.3齿轮啮合的时变刚度

2.3.1方波形式的刚度

2.3.2有限元回归法得出的刚度

2.3.3有限次谐波形式的刚度

2.4非线性齿侧间隙

2.4.1齿侧间隙的概念

2.4.2齿侧间隙的影晌因素

2.5齿轮传动误差

2.6齿面摩擦

2.7齿轮传动系统随机非线性模型与方程

2.7.1单自由度齿轮传动系统随机非线性模型与运动微分方程

2.7.2多自由度齿轮传动系统随机非线性模型与运动微分方程

2.8本文研究所需齿轮的基本参数

2.9本章小节

第3章随机扰动下齿轮传动系统的非线性动力学分析

3.1引言

3.2方程的求解方法及其有效性

3.3非线性系统解的形式

3.3.1周期运动及其稳定性

3.3.2拟(准、概)周期运动

3.3.3周期运动的分岔

3.3.4混沌振动及产生路径

3.4数值解的分析方法

3.5数值分析

3.6本章小节

第4章随机扰动对齿轮传动系统动力学的影响分析

4.1引言

4.2随机参数扰动对系统特性的影响

4.2.1激励频率的随机扰动对系统特性的影晌

4.2.2齿侧间隙的随机扰动对系统特性的影响

4.2.3阻尼比的随机扰动对系统特性的影响

4.2.4啮合刚度的随机扰动对系统特性的影响

4.3输入力矩引起的随机扰动对系统特性的影响

4.4本章小节

第5章随机扰动下齿轮传动系统的参数合理匹配分析

5.1引言

5.2系统参数对系统运动特性的影响

5.2.1载荷比对系统运动特性的影响

5.2.2齿频比对系统运动特性的影响

5.2.3阻尼比对系统运动特性的影响

5.2.4齿侧间隙对系统运动特性的影响

5.2.5啮合刚度对系统运动特性的影响

5.3系统参数的合理匹配分析

5.4本章小节

第6章随机扰动下齿轮传动系统混沌振动的控制

6.1引言

6.2反馈法控制

6.2.1线性控制法

6.2.2非线性控制法

6.3非反馈法控制

6.3.1外加周期信号法

6.3.2外加恒定载荷法

6.3.3位相法

6.4本章小节

第7章随机扰动下齿轮传动系统的故障辨识

7.1引言

7.2随机扰动下含磨损故障的齿轮传动系统动力学模型

7.3基于SymletsA小波族形态去噪和频率切片小波变换的故障检测方法

7.3.1基本原理

7.3.2仿真分析

7.4基于自相关形态滤波和经验模态分解的故障检测方法

7.4.1基本原理

7.4.2实例验证

7.4.3对比分析

7.5本章小节

第8章结论与展望

8.1全文总结

8.2研究展望

参考文献

致谢

攻读博士期间发表的论著、科研和获奖情况

作者简介

附录

展开▼

摘要

现代机械设备,如变速箱、机器人、航空发动机、风机、水泵等,对齿轮传动系统的动态特性及安全性提出了更高的要求。另外,故障诊断对于保障设备的安全运行、避免灾难性事故的发生和减少重大经济损失具有十分重要的意义。齿轮传动系统的非线性动力学研究以及故障诊断技术已受到国内外学者的广泛关注。因此,本文对含有非光滑性、非线性和随机性的齿轮传动系统非线性动力学及故障辨识技术进行了深入研究。本文主要内容如下: 1.运用Monte-Carlo法和中心极限定理对齿轮啮合频率、齿轮阻尼比、啮合刚度、齿侧间隙等随机扰动以及输入力矩引起的随机扰动进行了数值模拟。 2.考虑齿轮啮合频率、阻尼比、啮合刚度、齿侧间隙等随机扰动以及输入力矩引起的随机扰动建立了齿轮传动系统的随机非线性动力学模型,并建立了随机扰动下含磨损故障的齿轮非线性动力学模型。应用4-5阶变步长的Runge-Kutta法对动力学方程进行了数值分析,并验证了其有效性。 3.综合运用时间历程曲线图、相图、Poincaré图、功率谱图和Lyapunov指数,讨论了齿轮传动系统内部参数和外部激励的随机扰动对系统产生分岔和混沌振动的影响;分析了载荷比、齿频比、阻尼比、齿侧间隙和啮合刚度等各个随机参数在不同工况下对系统动力学特性的影响;并探讨了如何匹配参数使系统稳定运行。 4.应用线性、非线性反馈控制法以及外加周期信号法、外加恒定载荷法和位相法等三个非反馈控制法对齿轮传动系统中的混沌振动进行了有效的控制或抑制。 5.针对齿轮磨损故障,本文提出了一种基于Symlets A小波族形态去噪和频率切片小波变换的故障辨识方法。仿真分析和实验测试结果相一致,验证了含齿面磨损故障模型的正确性和此方法的有效性。 6.针对滚动轴承点蚀故障,本文提出了一种自相关形态滤波和经验模态分解的故障辨识方法。用实验验证了此方法的有效性和优越性。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号