[发明专利]一种行星减速器故障模式识别方法

权利要求书

1.一种行星减速器故障模式识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：行星减速器行星齿轮在不同已知故障模式下，分别获取行星减速器箱体表面的振动监测数据，作为第一振动监测数据；

行星减速器行星齿轮在未知故障模式下，获取行星减速器箱体表面的振动监测数据，作为第二振动监测数据；

步骤S2：建立基于离散小波系数分形盒维数的数据分析处理模型；

将所述第一振动监测数据代入所述数据分析处理模型中进行处理，得到不同已知故障模式下行星减速器的分形盒维数离散数据点，所述不同已知故障模式下行星减速器的分形盒维数离散数据点为第一分形盒维数离散数据点，采用三次样条曲线拟合方法对所述第一分形盒维数离散数据点进行拟合，形成不同故障模式下行星减速器的性能退化曲线；

将所述第二振动监测数据代入所述数据分析处理模型中进行处理，得到未知故障模式下行星减速器的分形盒维数离散数据点，所述未知故障模式下行星减速器的分形盒维数离散数据点，第二分形盒维数离散数据点；

步骤S3：将所述第二分形盒维数离散数据点，代入所述性能退化曲线中，识别出所述未知故障模式下行星减速器的故障模式类别。

2.根据权利要求1所述行星减速器故障模式识别方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述数据分析处理模型对第一振动监测数据或第二振动监测数据的处理，包括以下子步骤：

步骤S21：对所述第一振动监测数据或第二振动监测数据进行多层离散小波分解，得到多个层次的小波细节系数曲线；

步骤S22：采用分形盒维数提取方法，提取最高层次小波细节系数曲线的信号特征，所述信号特征即为分形盒维数离散数据点。

3.根据权利要求1所述行星减速器故障模式识别方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下子步骤：

步骤S31：设置宽度为R的矩形覆盖到所述最高层次小波细节系数曲线上，逐步移动所述矩形并遍历所有最高层次小波细节系数曲线点，将所有矩形的高度和宽度相乘并且相加，得到总面积S(R)；

步骤S32：按式R_p＝2^p*R(p＝1,2,3…L/2)系列地改变R的大小后重复步骤S31，得到一系列面积S(R)；

步骤S33：将所述一系列面积S(R)除以R²得到N(R)，采用最小二乘拟合方法对所得系列值Ln(N(R))/Ln(1/R)拟合直线，所述直线的斜率即为最高层次小波细节系数曲线的信号特征，所述最高层次小波细节系数曲线的信号特征即为分形盒维数离散数据点。

4.根据权利要求3所述行星减速器故障模式识别方法，其特征在于，所述矩形的宽度R为2。

5.根据权利要求1所述行星减速器故障模式识别方法，其特征在于，对所述行星减速器行星齿轮进行机械加工，模拟行星减速器行星齿轮的不同故障模式,所述故障模式包括：齿轮正常、齿面损伤、崩齿和断齿。

6.根据权利要求5所述行星减速器故障模式识别方法，其特征在于，在行星减速器外表面布置振动传感器，通过所述振动传感器采集行星减速器箱体表面振动监测数据。

7.根据权利要求5所述行星减速器故障模式识别方法，其特征在于，通过去除单个齿轮材料的多少来模拟行星减速器行星齿轮的不同故障模式。

8.根据权利要求7所述行星减速器故障模式识别方法，其特征在于，所述去除单个齿轮材料的多少，包括：去除0％、去除10％、去除30％和去除100％。

9.根据权利要求1所述行星减速器故障模式识别方法，其特征在于，所述步骤S2包括：对所述振动监测数据进行多层离散小波分解之前，选择离散小波基函数Ke，确定离散小波分解层数Le。

10.根据权利要求9所述行星减速器故障模式识别方法，其特征在于，所述离散小波基函数Ke为“sym3”，所述离散小波分解层数Le为5。