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机械传动2024年第07期:裂纹故障下的行星轮系唯象建模及其故障诊断

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘宗尧;毛世祥;王亚东;朱文良;刘保国;刘士华;

单位:河南工业大学河南省超硬磨料磨削装备重点实验室;河南工业大学机电工程学院;

摘要:故障机制是故障诊断的基础,动态建模是研究故障机制的重要手段。现有的行星轮系动态建模主要包括动力学建模和唯象建模两方面。动力学建模难度大,且更多关注单个零部件的动力学特性;唯象建模则从宏观层面对系统特性进行描述。因此,建立行星轮系振动唯象模型,对行星轮系故障机制研究大有裨益。齿根裂纹是行星轮系中常见的故障类型之一。为此,建立了行星轮系正常与裂纹故障下的振动唯象模型,基于冲击动力学理论,计算了轮齿进入啮合时的啮合冲击力及其对动载因数的影响;在此基础上,建立了考虑啮合冲击影响的行星轮系振动唯象模型,得到了正常、太阳轮裂纹、行星轮裂纹等不同健康状态下的振动唯象模型响应;采用均方根、峭度等统计指标对模型响应进行分析,对比了各项统计指标在反映裂纹故障状态时的敏感性。结果表明,峭度可以作为有效反映行星轮系裂纹故障的指标之一。

关键词:故障机制;;行星轮系;;故障诊断;;齿根裂纹;;唯象建模

基金资助:国家自然科学基金青年基金项目(52005156,52205146);; 河南工业大学高层次人才基金项目(2020BS024);; 河南省超硬磨料磨削装备重点实验室开放课题(JDKFJJ2022007)