[发明专利]基于输入输出扭矩动力学特性的行星齿轮系统故障监测方法

权利要求书

1.基于输入输出扭矩动力学特性的行星齿轮系统故障监测方法，其特征在于，

在行星齿轮箱的输入输出轴安装扭矩传感器；

对输入轴的扭矩信号进行时域、频域或时频域混合分析，再将所得的时域、频域或时频域混合分析结果乘除以变速比，得到输入扭矩信号Tq_in；

对输出轴的扭矩信号进行时域、频域、时频域混合分析，得到输出扭矩信号Tq_out；

以Tq_in和Tq_out的比较结果、Tq_out用来得到齿轮箱故障诊断特征指示；

其中，Tq_in和Tq_out的比较结果包括输入输出扭矩差时域信号δTq(t)，为：

R是齿轮箱的传动比,η是齿轮箱的正常效率参数，Tq_out(t)、Tq_in(t)分别是Tq_out、Tq_in关于时间t的函数；

对于输入输出扭矩差时域信号，其时域剩余量定义为：

dδTq(t)＝δTq(t)-δTq_d(t)

rδTq(t)＝δTq(t)-δTq_r(t)

其中，δTq_d(t)为输入输出扭矩差时域信号，包含齿轮啮合频率及其高次谐波，再加上对应于这些频率的一阶啮合频率边频，

δTq_r(t)为输入输出扭矩差时域信号，包含齿轮啮合频率及其高次谐波，但不包含一阶啮合频率边频；

输出扭矩信号的时域剩余量被定义为：

dTq_out(t)＝Tq_out(t)-Tq_outd(t)

rTq_out(t)＝Tq_out(t)-Tq_outr(t)

其中，Tq_outd(t)是输出扭矩时域信号，包含齿轮啮合频率及其高次谐波，再加上对应于这些频率的一阶啮合频率边频，

Tq_outr(t)为输出扭矩时域信号，包含齿轮啮合频率及其高次谐波，但不包含一阶啮合频率边频；

通过输出扭矩信号、输入输出扭矩差时域信号的时域剩余量、输出扭矩信号的时域剩余量定义时域的齿轮箱故障特征量。

2.如权利要求1所述的行星齿轮系统故障监测方法，其特征在于，以输出扭矩信号和/或输入输出扭矩差时域信号的均方根平均用作时域齿轮箱故障状态指示器，其中，

输出扭矩信号的均方根平均定义为：

输入输出扭矩差时域信号的均方根平均定义为i为信号采集次数，N为正整数，Tq_outi是对应第i次信号采集的Tq_out，δTq_i是对应第i次信号采集的输入输出扭矩差时域信号。

3.如权利要求1所述的行星齿轮系统故障监测方法，其特征在于，以输出扭矩信号和/或输入输出扭矩差时域信号的时域剩余量的均方根平均用作时域齿轮箱故障状态指示器。

4.如权利要求2所述的行星齿轮系统故障监测方法，其特征在于，以输出扭矩信号和/或输入输出扭矩差时域信号的波峰因子用作晚期齿轮箱故障状态指示器，波峰因子是最大波峰到波谷值除以均方根，其中，

输出扭矩信号的波峰因子定义为：

输入输出扭矩差时域信号的波峰因子定义为：其中0-pk表示对应信号的最大波峰到波谷值。

5.如权利要求1所述的行星齿轮系统故障监测方法，其特征在于，以输入输出扭矩差时域信号和输出扭矩信号的峭度作为齿轮箱故障状态指示器，其中，

输入输出扭矩差时域信号的峭度定义为：

输出扭矩信号的峭度定义为：