[发明专利]一种轴承故障特征频率计算方法及装置

权利要求书

1.一种轴承故障特征频率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将轴承的故障特征频率与行星齿轮系的故障特征频率进行类比分析得出对应关系；

S2、将轴承的内外径进行重构；

S3、根据重构后的轴承内外径的数值，根据步骤S1中的对应关系计算出轴承的故障特征频率；

所述步骤S1具体包括，

S10、计算行星齿轮箱中故障特征频率；

f_mesh＝f_carrierZ_ring(1)；式中，f_mesh为齿轮啮合频率；f_carrier为行星架旋转频率；Z_ring为齿圈齿数；

式中，f_planet1为行星齿轮故障特征频率；f_planet2为行星齿轮两侧均有故障特征频率；Z_planet为行星齿轮齿数；

式中，f_sun1为太阳轮故障特征频率；f_sun2为太阳轮局部故障特诊频率；Z_sun为太阳轮齿数；N_planet为行星轮个数；

式中，f_ring1为齿圈故障特征频率；f_ring2为齿圈局部故障特诊频率；

S11、根据式(1)的关系对式(4)进行变换，得到f_ring2＝f_carrier (5)；

S12、由行星齿轮的计算公式：

式中，f为行星齿轮箱输入的旋转频率；

将行星齿轮系与轴承相似类比，根据机械设计知识，分度圆直径＝模数X齿数，得：

d′＝m×Z(7)，式中，d′为分度圆直径，m为模数，Z为齿数；

在行星齿轮系中，相互啮合的齿轮模数一定相同，将式(7)分别带入式(2)、(3)、(6)分别得到；

式中，d_ring为齿圈分度圆直径；d_planet为行星齿轮分度圆直径；

式中，d_sun为太阳轮分度圆直径；

S13、将行星齿轮系与轴承类比，根据上述推导则有：

f_o＝f_ring1，f_i＝f_sun，f_b＝f_planet (11)，式中：f_o为轴承外圈故障特征频率；f_i为轴承内圈故障特征频率；f_b为轴承滚动体故障特征频率；

所述步骤S2中轴承的内外径进行根据如下公式计算；

D_r＝(D_o+D_i)/2；

式中，D_r为重构的轴承节圆直径；D_o为原来的轴承外圈直径；D_i为原来的轴承内圈直径，D_r,o为重构的轴承外圈直径；D_r,i为重构的轴承内圈直径；d为轴承滚动体直径；

所述步骤S3具体为，从行星齿轮系类比得到的轴承故障特征频率计算公式如下：

轴承保持架故障特征频率计算公式：

轴承外圈故障特征频率计算公式：f_o＝f_carrier′·N_b，式中，N_b为滚动体个数；

轴承滚动体故障特征频率计算公式：

轴承内圈故障特征频率计算公式：

式中，D_r,o为重构的轴承外圈直径；D_r,i为重构的轴承内圈直径；d为轴承滚动体直径。