齿轮及齿轮箱故障诊断实用技术

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本书可作为从事齿轮箱的齿轮机械设备故障诊断的工程技术人员和科研人员的参考书，也可供高等院校相关专业高年级本科生、研究生使用。

包括齿轮箱的基本结构、工作原理和故障诊断进展介绍，齿轮箱振动信号的幅值调制和频率调制特征分析，横向振动和扭转振动信号的频谱特征分析，太阳轮、行星轮、齿圈和行星轮轴承故障特征频率计算，齿轮分布式故障和局部故障以及行星轮轴承故障的征兆规律总结，幅值解调和频率解调分析方法，时变工况下非平稳信号的分析方法，以及结合实验数据和现场测试数据的典型故障诊断分析案例。

目录

前言

第1章 绪论 1

1.1 行星齿轮箱的结构原理和特点 1

1.1.1 行星齿轮传动 1

1.1.2 行星齿轮传动的特点 2

1.2 行星齿轮箱故障诊断研究进展 3

1.2.1 振动信号的复杂性 3

1.2.2 故障诊断方法研究进展 4

参考文献 5

第2章 齿轮分布式故障Fourier频谱分析 9

2.1 振动信号模型 9

2.1.1 啮合点处振动信号模型 10

2.1.2 行星轮通过效应 11

2.1.3 振动测试信号模型 12

2.2 故障特征频率计算 12

2.3 振动信号Fourier频谱特征 13

2.4 实验信号分析 16

2.4.1 实验说明 16

2.4.2 Fourier频谱分析 17

参考文献 19

第3章 齿轮局部故障Fourier频谱分析 21

3.1 振动信号模型 21

3.1.1 啮合点处振动信号模型 21

3.1.2 传递路径对振动测试信号的影响 23

3.1.3 太阳轮局部故障振动测试信号模型 25

3.1.4 行星轮局部故障振动测试信号模型 25

3.1.5 齿圈局部故障振动测试信号模型 26

3.2 故障特征频率计算 26

3.2.1 太阳轮 26

3.2.2 行星轮 27

3.2.3 齿圈 27

3.3 振动信号Fourier频谱特征 27

3.3.1 太阳轮局部故障 27

3.3.2 行星轮局部故障 28

3.3.3 齿圈局部故障 29

3.4 实验信号分析 30

3.4.1 实验说明 30

3.4.2 Fourier频谱分析 32

参考文献 38

第4章 齿轮故障幅值解调分析 40

4.1 振动信号包络谱特征 40

4.1.1 分布式故障 41

4.1.2 局部故障 41

4.1.3 仿真信号分析 43

4.2 实验信号分析 45

4.2.1 正常状态 45

4.2.2 太阳轮故障 46

4.2.3 行星轮故障 47

4.2.4 齿圈故障 47

参考文献 48

第5章 齿轮故障频率解调分析 50

5.1 振动信号频率解调谱特征 50

5.2 频率解调分析方法 51

5.2.1 基于经验模式分解的单分量分解 51

5.2.2 瞬时频率计算 53

5.2.3 分析过程 53

5.2.4 仿真信号分析 53

5.3 实验信号分析 55

5.3.1 正常状态 55

5.3.2 太阳轮故障 57

5.3.3 行星轮故障 58

5.3.4 齿圈故障 59

参考文献 60

第6章 齿轮故障扭转振动分析 62

6.1 扭转振动信号模型 62

6.2 故障征兆规律 63

6.2.1 Fourier频谱分析 63

6.2.2 解调分析 65

6.3 实验信号分析 66

6.3.1 实验说明 66

6.3.2 信号分析 67

参考文献 71

第7章 时变工况齿轮故障诊断 73

7.1 时频分析方法 73

7.1.1 线性时频表示 73

7.1.2 双线性时频分布 74

7.2 仿真信号分析 78

7.3 实验信号分析 81

7.3.1 实验说明 81

7.3.2 信号分析 83

7.4 现场测试信号分析 86

7.4.1 运行参数 87

7.4.2 信号分析 87

参考文献 89

第8章 行星轮轴承故障诊断 91

8.1 振动信号模型 91

8.1.1 行星轮轴承运转特点 91

8.1.2 损伤点处振动信号模型 92

8.1.3 外圈局部故障振动测试信号模型 93

8.1.4 滚动体局部故障振动测试信号模型 97

8.1.5 内圈局部故障振动测试信号模型 97

8.2 故障特征频率计算 98

8.2.1 轴承元件旋转频率 98

8.2.2 轴承元件故障特征频率 99

8.3 Fourier频谱分析 99

8.3.1 外圈局部故障 99

8.3.2 滚动体局部故障 101

8.3.3 内圈局部故障 103

8.3.4 实验信号分析 104

8.4 幅值解调分析 110

8.4.1 外圈局部故障 111

8.4.2 滚动体局部故障 112

8.4.3 内圈局部故障 113

8.4.4 实验信号分析 113

8.5 频率解调分析 115

8.5.1 频率解调谱特征 116

8.5.2 分析过程 116

8.5.3 实验信号分析 117

参考文献 122 2100433B

《机械设备故障诊断实用技术丛书：齿轮故障诊断实用技术》是第8分册。本分册共分四部分：第一部分是第一章和第二章，简要介绍了齿轮的发展、齿轮传动等，并详细介绍了渐开线齿轮、齿轮失效的形式及原因；第二部分是第三章和第四章，详细说明了齿轮的振动与噪声产生的原因、机理、特征等，并重点说明了齿轮振动信号的调制；第三部分是第五章和第六章，主要说明了齿轮故障诊断方法，包括振动信号和油样分析，还详尽介绍了齿轮的点检与修复，其中点检方法包括五官点检法和定量点检法；第四部分是第七章，总结了大量齿轮故障诊断案例。

《机械设备故障诊断实用技术丛书：齿轮故障诊断实用技术》内容详尽，通俗易懂，以解决实际问题为根本，主要作为现场从事机械设备管理与维护的工程技术人员使用，同时《机械设备故障诊断实用技术丛书：齿轮故障诊断实用技术》也为高等工科院校相关专业研究生或本科生在深入理解机械设备故障诊断理论体系方面提供了详尽的参考资料。