弹性联轴器不对中情况下齿轮系统振动特性与诊断方法研究

摘要

当前，大型旋转机械在工业生产中起到越来越重要的作用，复杂的工作环境和大负载、高转速的发展要求使得旋转机械经常出现各种故障，联轴器不对中故障是其中主要一种，一般将联轴器不对中按照不对中类型分为平行不对中，偏角不对中和综合不对中。弹性联轴器因其具有一定的位移和角度补偿能力，在旋转机械中有较多应用。
　　在齿轮系统中，存在啮合频率及其高次谐波，联轴器不对中时，齿轮系统的振动特性及其与参变量的关系可以作为联轴器不对中故障诊断的主要依据。
　　本文在已有不对中理论的基础上，分析弹性联轴器不对中的机理以及在弹性联轴器不对中的情况下，齿轮系统的振动特性，得出不同不对中情况下的振动特征频率。
　　根据理论分析，创建齿轮-转子-联轴器模型，创建三维模型，进行动力学分析，通过仿真得到弹性联轴器不对中情况下，齿轮系统转速波动冲击情况，以及在不同不对中情况下主要的特征频率。
　　组建两级齿轮系统试验台，对不同不对中类型进行控制参变量多次试验，获取数据。利用MATLAB编写程序，对试验数据总结处理，得到转速、负载、不对中量与振动特征频率的关系。通过对时域、频域、轴心轨迹和全息谱等方法的分析试验，综合获取弹性联轴器不对中故障的诊断方法，得出从波形和频域着手，可以有效诊断弹性联轴器不对中故障的结论。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 目的意义

1．2 课题研究现状

1．2．1 联轴器的分类

1．2．2 弹性联轴器不对中的分类和产生原因

1．2．3 联轴器不对中研究现状

1．3 课题主要研究内容

第2章 弹性联轴器不对中的振动机理

2．1 弹性联轴器不对中故障的特征

2．2 弹性联轴器不对中的振动频率

2．2．1 平行不对中时的振动特征频率

2．2．2 偏角不对中时的振动特征频率

2．2．3 平行偏角综合不对中时的振动特征频率

2．2．4 齿轮系统振动的特征频率

2．3 弹性联轴器不对中故障的检测方法

2．3．1 动态监测

2．3．2 静态监测

2．4 本章小结

第3章 弹性联轴器不对中情况下齿轮系统三维建模与仿真分析

3．1 两级齿轮系统模型设计

3．2 齿轮系统三维建模

3．2．1 弹性联轴器

3．2．2 齿轮系统

3．3 动力学仿真分析

3．3．1 Adams简介

3．3．2 模型导入

3．3．3 添加约束

3．3．4 施加载荷和驱动

3．3．5 运行仿真

3．3．6 仿真结果输出

3．4 本章小结

第4章 联轴器不对中情况下齿轮系统振动特性试验研究

4．1 齿轮系统试验台

4．2 试验过程

4．2．1 试验准备

4．2．2 试验故障设置

4．2．3 数据采集

4．3 试验数据处理

4．3．1 平行不对中

4．3．2 偏角不对中

4．3．3 综合不对中

4．4 理论、仿真、试验结论总结

4．5 本章小结

第5章 联轴器不对中情况下齿轮系统故障诊断方法研究

5．1 故障诊断简介

5．2 齿轮系统故障诊断常用方法

5．2．1 细化谱分析法

5．2．2 功率谱分析法

5．2．3 时域同步平均法

5．3 引起2X倍频的主要故障

5．3．1 转子横向裂纹

5．3．2 转子径向摩擦

5．4 弹性联轴器不对中齿轮系统故障诊断方法

5．4．1 幅域、时域、频域分析

5．4．2 轴心轨迹法

5．4．3 全息谱法

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢