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作者：樊红卫;黄杰翔;任众孚;胥皓文;
单位：西安科技大学机械工程学院;陕西省矿山机电装备智能检测与控制重点实验室;
摘要：【目的】为了更好地提取噪声环境下变速行星轮系的微弱故障特征，提出一种基于转速信号确定的分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform, FRFT）最佳阶次，并通过带通滤波获取变速工况下齿轮故障阶次的方法。【方法】首先，根据行星轮系输入轴转速信号和系统齿轮参数计算齿轮啮合频率；其次，采用最小二乘拟合方法确定啮合频率的FRFT最佳阶次；在此基础上，进行以该阶分数域峰值为中心的带通滤波，同时进行包络阶次分析，从而得到齿轮故障相关的包络阶次；最后，针对一台行星齿轮减速器的二级太阳轮齿根裂纹故障进行了试验验证。【结果】结果表明，基于转速信号确定的FRFT最佳阶次是可行的，能够有效分离噪声和其他分量；试验结果与理论值的最大相对误差为3.4%，发生在低转速低负载工况下。高变速器齿轮故障诊断准确性，提出了基于分数阶傅里叶变换滤波的全息阶次解调谱方法。综上可见，对于行星轮系变速过程的振动信号，只要得到最佳FRFT阶次，就能提取故障的啮合阶次。基于这一思想，本文针对变速行星轮系故障特征提取问题，提出一种基于转速信号确定的分数阶傅里叶变换最佳阶次，并通过滤波提取行星轮系故障特征的方法，用于解决传递路径长、干扰较大的二级太阳轮微弱故障精确诊断难题。
关键词：行星轮系;;变速工况;;故障诊断;;分数阶傅里叶变换;;包络阶次分析
基金资助：国家自然科学基金项目(52275131)
