基于小波分析的齿轮裂纹诊断[外文翻译].doc

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基于小波分析的齿轮裂纹诊断

摘要：在齿轮故障的诸多影响因素中，齿轮裂纹是最严重的。齿轮裂纹不仅会降低齿轮刚度，还会诱发其他齿轮故障，导致齿轮装置的失效，改变振动信号的平稳性。本文应用故障诊断理论，对实际操作条件中的单级减速器齿轮故障进行振动信号采集和分析处理。目前，有很多齿轮故障诊断方法。时域分析较好的解决了非平稳信号分析，小波分析又是其中运用最为成功的一种。它具有的多尺度性和“数学显微”特性，使小波分析能很好的识别振动信号的突变信号。
关键词：齿轮 故障 裂纹 振动 信号分析

1. 引言
早期诊断的目的是为了保证齿轮系统在最适宜的条件下工作，从而发现、诊断、预见、预防和消除损害。现代诊断技术，不仅是为了消除故障，而且可以预防和预见突发故障或潜在危险。故障诊断就要根据振动信号的波形状态，条件参数和其他间接的迹象进行故障分析如：故障程度、故障类别、故障部位、故障原因的判断等。故障诊断理论就是根据故障齿轮振动信号和正常齿轮振动信号的对比偏差从而判断损害形式。
2. 时频振动分析
齿轮装置的传动过程，是一个复杂的动态模型。齿轮传动是具有周期性的，齿轮故障和损害会产生波动和突变。它会改变时域振动信号的平稳性 [2,3]。因此，可以根据传动过程时域信号的波形预见故障[4,5,6]。
各频率成分的信号往往只是偶尔出现具有随机性。经典信号分析方法往往无法确定某些频率的时域信息。而时频分析就可以使我们通过描述非平稳信号频率随时间变化的方式，以确定其成分和强度。
通过的Gabor展开可以找到时频算法中适应的小波变换。所有的适应变换小波都是在与事先确定的初等函数进行比较前提下筛选的。通过对波形的平移和伸缩变换以及组合等手段，便可以获得所需的小波信号。
在频率调制的基础上，改变时间关系小波的缩放形式就可以取得与时频分析频率轴不同的分辨率以及不同的频率轴频谱图。小波函数宽度和高度的变化，对