[发明专利]基于行星齿轮结构等效轴承模型的振动频谱特征分析方法

权利要求书

1.一种基于行星齿轮结构等效轴承模型的振动频谱特征分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、输入行星齿轮的原始振动信号，利用提升小波包变换方法对原始振动信号进行分解；

B、对步骤A中分解得到的每层分解频带信号计算其峭度值，得到峭度分析图，选取最大峭度值；

C、根据步骤B中得到的最大峭度值获取其对应的分解频带信号，利用希尔伯特包络解调分析方法进行分析，得到振动频谱图；

D、建立基于行星齿轮结构等效轴承模型的振动频谱特征理论计算模型，具体包括以下分步骤：

D1、获取行星齿轮箱中太阳轮齿数Z_s、行星轮齿数Z_p、内齿圈齿数Z_r、行星轮个数z_p、太阳轮转动频率f_ns及轴承中由局部缺陷引起冲击的间隔振动频谱特征：

内圈故障振动频率f_bi为：

$f_{bi}=\frac{f}{2}(1+\frac{d}{D}cos\mathrm{\α})z$

外圈故障振动频率f_bo为：

$f_{bo}=\frac{f}{2}(1-\frac{d}{D}cos\mathrm{\α})z$

滚动体故障振动频率f_bb为：

$f_{bb}=\frac{fD}{2d}(1-\frac{d^2}{D^2}{\cos }^2\mathrm{\α})$

其中，f为轴的转频，α为接触角，z为滚动体个数，d为滚动体直径，D为节径、即滚动体中心到滚动轴承中心距离的两倍；

D2、利用齿轮分度圆直径定义：

d_f＝mZ

对行星齿轮箱中太阳轮和行星轮进行处理，

其中，d_f为分度圆直径，m为模数，Z为齿轮齿数；

D3、将行星齿轮箱中太阳轮故障振动频率、行星轮故障振动频率、内齿圈故障振动频率分别对应轴承中内圈故障振动频率、滚动体故障振动频率、外圈故障振动频率，得到行星齿轮传动系统各部件的故障振动频谱特征：

太阳轮故障振动频率f_s为：

$f_s=f_{ns}\frac{Z_r}{Z_r+Z_s}{z}_p$

内齿圈故障振动频率f_r为：

$f_r=f_{ns}\frac{Z_s}{Z_r+Z_s}{z}_p$

行星轮故障振动频率f_p为：

$f_p=f_{ns}\frac{Z_s{Z}_r}{(Z_r+Z_s)Z_p};$

E、通过步骤D中建立的基于行星齿轮结构等效轴承模型的振动频谱特征理论计算模型计算振动频谱特征，并对步骤C中得到的振动频谱图中的振动频谱特征进行精确定量分析。