基于倒频谱法在齿轮箱故障诊断中的应用
风机传动齿轮箱故障的Hilbert及倒谱综合分析
基金项 目：国家 自然科 学基 金 （ ５ １ １ ７ ７ ０ ４ ６ ） ；河北省 自然科 学基金 （ Ｅ ２ ０ １ １ ５ ０ ２ ０ ２ ４ ） ；中央高校基 本科研 业务 费专项 资金 资助
（ １ ２ Ｍ Ｓ １ ０ １ ） 。
障诊 断 中的 两个局限性 ：在处理相加信 号时解调谱 图中会 出现干扰 成分和 受传递路 径影 响较 大。然后提 出了基于倒谱分析的 Ｈ ｉ ｌ ｂ ｅ ￣解调局 限性的解决方法 ，利 用倒谱 分析 能够 区分 出边频 带 中周期成 分的优 点 来排除 Ｈ ｉ ｌ ｂ ｅ ｒ ｔ 解调谱 图 中的干扰成 分，同 时利 用倒谱 受传 递路径 影 响小 的优 点来 降低传递路 径 不 同对 Ｈｉ ｌ ｂ ｅ ｒ ｔ 解调分析的影响。最后 实测 了风 机传 动试验 系统齿轮 点蚀 、断齿 故 障下 的振 动数 据 ，结 果表 明 ， 综合分析方法能有效克服 Ｈ ｉ ｌ ｂ ｅ ａ解调 的两个局 限性 问题 ，提 高对故 障的判 断精度。 关键词 ：风机 传动 ；齿轮 箱 ；Ｈ ｉ ｌ ｂ ｅ ｎ；倒谱 ；综合分析
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｍ６ １ ４ 文 献 标 识 码 ：Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２— ０ ７ ９ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ０ １
分 析 方 法 ，即利 用 倒 谱 可 以 识 别 频 谱 中 的 周 期 成
（ ｔ ） ＝ Ａ ［ １＋ｍｃ ｏ ｓ（ ２ ７ ｒ ｆ ｒ ｔ ） ］ｓ ｉ ｎ（ ２ ＂ ｒ ｒ ｆ ｚ ｔ ＋ ）
（ ３ ）
程 序 设 计 比 较 繁 琐 。二 是 对 于 不 同传 递 路 径 情 况 下 ，信 号 受 其 传 递 函 数 等 因 素 影 响 ，Ｈｉ ｌ ｂ ｅ ｒ ｔ 解 调
基于LabVIEW的倒频谱与包络谱分析在风电机组齿轮箱故障诊断中的应用
（ １ ）
１ 风 电机 组齿轮 箱 内部结构 与故 障振动模 型 １ ． １ 风 电机组 齿轮箱 内部 结构 由于发 电机转 速 与 叶 轮转 速 不 一 致 ， 作 为增 速 装置 的 齿 轮 箱 在 风 电机 组 中就 显 得 非 常 必 要
式中 （ ｔ ） —— 测 得 的时域振 动信号 ；
齿 轮 的啮合 频 率 ；
—
平 均计 算 的结 果 ， 受 载荷 影 响 小且 计 算 值 相 对稳
定， 有效 排除 了载荷 波 动对故 障判 别 的干扰 。
２ ． ２ Ｈ ｉ ｌ ｂ ｅ ｒ ｔ 解 包络 原理
—
第 ｍ 阶 啮 合 频 率 谐 波 分 量 的 相
位。
齿轮 存 在分布 缺 陷或损 伤 时振动 信号 发生 变
损、 点蚀及 滚 动 轴承 的疲 劳 剥 落 ） 就会 有周 期 性
低 速 大 齿
脉 冲 冲击 力 ， 从 而产生 振动信 号调制 现象 ， 在频 谱
上表 现 为啮合频 率或 固有频率 两侧 出现均 匀 的调 制 边频 带 … 。倒 频 谱 能识 别 幅值 谱 上 的 周 期 结
构， 分 离和提 取难 以识别 的密 集调 制 信 号 的周 期
图１ 齿 轮 箱 结 构
因工业现 场被 测 试 条件 和 分 析技 术 所 限 ， 齿
轮 的振动是 目前 公 认 的最 佳 征 兆提 取 量 ， 它 对齿
轮箱 的状态 变化反 应迅速 、 真实 又全 面 。因此 ， 研
成分； 而包络解 调分析 能从信 号 中提取调 制信 息 ，
分 析其 强度和 频率 ， 再 结合齿 轮箱 的振 动特性 ， 就
究齿 轮与齿 轮 箱 的振 动机 理 ， 分 析 其振 动 信 号 的
基于小波-倒频谱的齿轮故障诊断方法及应用
中一 种有效 的诊断方法 。 关键词 ： 齿轮 ； 障 ； 故 小波分析 ； 倒频谱 ； 点蚀
中图 分 类 号 ： Ｈ１ ２４ ．Ｔ ３ ． Ｔ ３ ．１ Ｍ９ ０１ ２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２ ４ ８ （ ０ ８ ０ — ０ １ ０ １７ － ９ ４ ２ ０ ） １ ０３ —４
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第 ０ ８年 １ 期 ３ ４卷第 １ ２０ 月
Ｃ Ｎ Ａ中国测试技术 Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ ＨＩＡ ＭＥ Ｓ Ｒ ＭＥ Ｔ Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｕ Ｅ Ｎ Ｅ
Ｖ １４ Ｎ ． ｏ． ｏ１ ３
Ｊｎ２ ０ ａ ．０ ８
基 于小 波一 频 谱 的齿 轮 故 障诊 断方 法及 应 用 倒
ｈ ｂ ｎ ｓ ｔｅ ａ ｄ ｗｈ ｒ ｔ ｅ ａｌ ｒ ｌ ｃ ｔｄ ｅ ｏ ｏ ｅ ｔ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｉｇ ｏ ｅ ｔ ｅ ａｌ ｒ ． Ｃ ｍｂ ｎ ｎ ｔ ｅ ｅ ｓｒ ｍ ｅ ｅ ｈ ｆ ｉ ｅ ｏ ａｅ ｒ ｃ ｍｐ ｓ ｄ ｈ ｓｇ ａ ｎ ｄ ａ ｕ ｌ ｎ ｓ ｄ ｈ ｆ ｉ ｅ ｕ ｏ ｉ ｉ ｇ ｈ ｃ ｐ ｔ ｕ ｍｅ ｏ ｃ ｕ ｄ ｄ ｎ ｉ ｔ ｅ ｈ ｒ ｃｅ ｓ ｃ ｒ ｑ ｅ ｃ ａ ａｌｂ ｙ Ｔ ｅ ｅ ｕ ｔ ｒ ｖ ｓ ｈ ｔ ｈ ｅ ｈ ｔ ｄ ｏ ｌ ｉ ｅ ｔ ｙ ｈ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｖ ｉ ｌ． ｈ ｒ ｓ ｌ ｆ ｉｉ ａ ｐ ｏ ｅ ｔ ａ ｔ ｗａ ｅｅ － ｅ ｓｒ ｍ ｍｅ ｏ ｖ ｌｔ ｃ ｐ ｔｕ ｈ ｔ ｄ ｈ ｓ ｇ ｅ ｔ ｖ ｉ ｉ ｎ ｇ ａ ａｌ ｒ ｉ ｇ ｏ ｉ． ａ ｒ ａ ａ ｄ ｔ ｉ ｅ ｒ ｆ ｉ ｅ ｄａ ｌ ｙ ｕ ｎ ｓｓ Ｋｅ ｒ ｓ Ｇ ａ ； ａｌ ｒ ； ａ ｅｅ ｎ ｙ ｉ ； ｐ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｒ Ｆ ｉ ｅ Ｗ ｖ ｌ ｔ ａ ａ ｓｓ Ｃｅ ｓｍｍ ； ｉ ｎ ｏｒ ｓｏ ｕ ｌ Ｐ ｔ ｇ ｃ ｒｏ ｉｎ ｉ ｔ
基于特征增强倒频谱分析的齿轮故障诊断方法
Gear Fault Diagnosis Method based on Feature-enhanced Cepstrum Analysis
Jiang Zhinong1 Zhang Yongshen1 Feng Kun2 Hu Minghui2 He Ya2
第 43 卷 第 10 期
基于特征增强倒频谱分析的齿轮故2539（2019）10-0013-05
DOI：10. 16578/j. issn. 1004. 2539. 2019. 10. 003
基于特征增强倒频谱分析的齿轮故障诊断方法
江志农 1 张永申 1 冯 坤 2 胡明辉 2 贺 雅 2
（1 北京化工大学 高端机械装备健康监控及自愈化北京市重点实验室， 北京 100029） （2 北京化工大学 发动机健康监控及网络化教育部重点实验室， 北京 100029）
摘要 齿轮发生故障后，由于采集到的振动信号同时包含故障冲击、确定性啮合信号及噪声等 多种信号，同时，各种信号还会受传递路径的影响，使得齿轮故障特征提取难度较大。倒频谱分析 是常见的齿轮故障诊断方法，能将边频带中的周期成分显示为单根谱线，有助于故障诊断，但当故 障特征信号较微弱时，倒频谱中得到的故障特征并不明显。为此，提出一种特征增强倒频谱分析方 法，利用最小熵解卷积、自回归线性预测和小波去噪 3 种特征增强方法，逐步增强齿轮振动信号中 的故障冲击特征，再利用倒频谱进行故障特征提取。通过实验，验证了所提方法的有效性。
14
机械传动
2019 年
成干扰。 而倒频谱能将功率谱上的边频带显示为单根谱
Abstract After the gear fault occurs，the vibration signal collected includes fault impact，deterministic meshing signal and noise signal，and these signals are also affected by the transmission path，which makes the gear fault feature extraction difficult. Cepstrum analysis is a common method for gear fault diagnosis. It can dis⁃ play the periodic components in the sideband as a single line，which is helpful for fault diagnosis. However， when the fault characteristic signal is weak，the fault characteristics in the cepstrum are not obvious. For this， feature-enhanced cepstrum analysis method is proposed. Three feature enhancement methods minimum entropy deconvolution，autoregressive linear prediction and wavelet de-noising are used to enhance the fault impact characteristics of gear vibration signals，and then the cepstrum is used to extract the fault features. The effective⁃ ness of the proposed method is verified by experiment.
基于倒阶次谱分析的齿轮故障诊断研究
振
第２ ５卷 第 ５期
动
与
冲 击
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ Ｂ ＯＦ ＶＩ ＲＡＴＩ ＯＮ ＡＮＤ Ｓ ＨＯＣＫ
基 于倒 阶 次谱 分 析 的齿 轮 故 障诊 断研 究
李 辉 郑海起 唐力伟
０ ０４ ； ２ ５０ １ ．军械工程学院一系 ， 石家庄 ０ ００ ） ５０ ３
Байду номын сангаас
倒 谱属 于谱 函数 的一 种 ， 是 频谱 的再 次谱 分 析 ， 它 它 对具 有 同族和 异族谱 波 以及 多成 份 的边频 带 的频谱 图分析 非 常有效 ， 具有 解 卷 积 的作 用 ， 以分 离 和 提 取 可 原信号和传输系统特性 ， 因此是一种非 常有效 的齿轮 箱故 障诊 断方法 。 功率 谱 的对数 值 的逆 傅 立 叶变 换称 为倒 谱 。 设信 号 （ ） 单 边 功 率 谱 为 ５ （） 则 倒 谱 ｃ ｔ的 厂 ， （ 为 ）
２０ ０ ６年第 ２ ５卷
冲） 进行转速估计 ， ， 并作为振动相角的测量基 准， 根据 （ ） 求 出 ｂ ， ｂ ３式 。ｂ ，：的值 ； ３ ）根据 （ ） 求 出 ｋ的值 ， 由（ ） 求 出恒 定 角 ５式 再 ４式 增量 Ａ ０所对应 的时间点 ｔ 的值 ； ４ ）根据 已求 出的 ｔ 的值 ， 对振动信号进行插值 ， 求 出其对应的幅值 ， 实现重采样 ， 生成振动信号的同步采 样信号 ； ５ ）对重采样的信号进行 Ｆｒ变换 ， Ｆ ｒ 得到振动信号 的阶次谱 。
中 图分 类 号 ：Ｔ １ Ｈ１５ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
齿轮箱的升降速过程是一种非平稳过 程 ， 使其振
动 信号 在时 域 和 频 域 中变 化非 常 复 杂 和 剧 烈 ， 满 足 不 傅 立 叶变换 对 信 号 的平 稳 性 要 求 ， 因此 严 格 说 来 不 适 合 用 常规 的频谱 分析 方法 进行分 析 处理 。但 在旋 转 机
基于倒频谱特征提取的齿轮箱故障诊断
中图分类号 ：Ｔ ５＋ Ｂ２ ６
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ４ ９ 一２ ０）一 ０５ ０ １ ７ — ７２ （０ ８８ Ｏ０ ～ ３ ６
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ａ ｌ ｅ ｔ ｒ ｆ ｅ ｒ ｏ ， ｔ ｅ ｐ ｉ ｃ ｐ ｅ ｆ ｃ ｐ ｔ ｕ ｎ ｌ ｓ ｓ ａ ｄ ａ ｍ ｔ ｏ ｆ ｇ ａ ｂ ｘ ｆ ｕ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｆ ｕ ｔ ｆ ａ ｕ ｅ ｏ ｇ ａ ｂ ｘ ｈ ｒ ｎ ｉ ｌ ｏ ｅ ｓ ｒ ｍ ａ ａ ｙ ｉ ｎ ｅ ｈ ｄ ｏ ｅ ｒ ｏ ａ ｌ
（ 江西理 工大学机电工程学 院，江西 赣州 ３ １ ０） ４ ０ ０
（ｏ ｇ ｆＭ ｃａ ｉ ａ ｎ ｌ ｃ ｒｃ ｌ Ｅ ｇｎ ｅ ｇ ｉ ｎ ｘ ｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｃ ｅｃ ｎ ｅｈ ｏ ｏ ｙ Ｃ ｌ ｅ ｅ ｏ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌａ ｄＥ ｅｔ ａ ｎ ｉ ｅｒ ｎ ，Ｊ ａｇ ｉＵ ｉｅ ｔ ｆ Ｓ ｎ ｅ ａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ， ｌ ｉ ｉ ｓ ｉ Ｊ ａ ｇ ｉＧ ｎ ｈ ｕ ３ １０ ） ｉ ｎｘ ａ ｚｏ ４ ０ ０
叶幅值谱 ， 但是它不能提取频域 中的周期成分 。倒频谱分析
动和密集谐频； 反之 ， 值小者为低倒频 率， 示倒频谱上缓 ｑ 表
慢波动和稀疏谐频 。
其 实质是对功 率谱取对 数， 然后 再进行频谱 分析， 得到频谱 中的周期成分 ， 特别适 用于分析齿轮箱 中齿轮和滚动轴承 出
现 的成簇 的边频带 。
业机 械、 输机 械 、 运 冶金 机械等现代工业设备 中得到 了广 泛
的应用 。 ” 据不完全统计 ［ 在齿轮装置的传动机械中，０ 的 ２ １ ， ６％
倒频谱可以分解和识别故障频率 ， 分析和诊断故障产生的原
基于倒频谱分析的烘缸传动齿轮箱故障诊断
基于倒 频谱分析 的
烘 缸传 动 齿轮箱 故障诊 断
■ 舒 服华 （ 汉 理 工 大 学 机 电 工程 学 院 湖北 武 汉 ４ ０ ７ ） 武 ３ ０ ０
烘 缸 传 动 齿 轮 箱 是 造 纸 机 故 障 发 生 频 率 较 高 的 部 件 之一 ， 的 工 作 它 状 态对 造纸 企 业 的生产 和 产 品质量
舒 服 华 ， 士 研 究 生 ， 要 从 博 主
Ｃ ｒ √ （ ） Ｆ Ｊｓ（ ］ ） ｃ ｒ ＝ ｉ ） （ ｇ ｆ
由于 （ 是 偶 函数 ， 值 倒 频 谱 幅
可 写成 ：
ｃ （ ） Ｆ［ Ｓ （） Ｊ ｒ ＝ Ｉ ｆ］ ｇ
每 对 齿 轮 啮 合 都 会 产 生 边 频 带 ， 个 几
事 人 工 智 能 与 故 障 诊 断 研 究。
边 频 带 交 叉 分 布 在 一 起 ， 进 行 频 率 仅
细化分析 有时还 无法看清频谱 结构 。 倒 频 谱 分 析 具 有 谱 线 定 位 准 确 、 值 幅
突 出 ， 于 区 分 源 信 号 和 系 统 传 递 函 易
１２ 倒 频 谱 分 析 在 故 障 诊 断 中 的优 ．
（ ） 频 谱 变 换 受 传 输 途 径 的影 １倒 响 很 小 。 常 测 得 的 信 号 不是 振 动 信 通
号 本 身 ， 是 振 动 信 号 与 传 递 函数频 谱 的 解 卷 积 作 用 ， 这 种 卷 积 关 系 变 为 加 法 关 使
多 、 构 复 杂 、 率 大 ， 况 差 ， 故 结 功 工 其 障 诊断 一 般采用 振 动分析 法 。 而 ， 然
工 程 上 常 用 上 式 的 平 方 根 ， 幅 即 值 倒 频 谱 （ｒ） ：
频谱分析法在齿轮箱故障诊断中的应用
ＱＩ ａ －ｉＰ Ｎ ｉｗｅ ｏ ｌ Ａ Ｚ－ ｉ Ｘｉ ，
（ｃｏｌ ｆ ｅｈｎｃｌ ｎｉｅｒ ｇＡ ｈ ｉ ｎｖｒｔ ｏ ｅｈｏｏ ， ｎｈｎ２３０ Ｃ ｉａ Ｓｈｏ ｏ ｃａｉａ Ｅ ｇ ｅｉ ， ｎｕ ｉ ｓｙ ｆ ｃｎｌ Ｍａ ｓａ ４ ０ ２。ｈｎ ） Ｍ ｎ ｎ Ｕ ｅ ｉ Ｔ ｙ ｇ ａ
ａａ ｔａ ｍ ｔｏｓ （ｕｈａ ｏｍ ａｅｔ ｍ ａｄｃｐｔ ｍ ）ａｄｆ ｄ ｕ ａ ｓｕｃ ｆｅｃｐｉ ａ ｖ ｒｔｎｉ ｎｌ ｉ ｅ ｄ ｓｃ ｓｚｏ ｐｃｒ ｎ ｅｓ ｙｃ ｌ ｈ ｕ ｕ ｒ 。ｎ ｎ ｓｏｔｈｔ ｏｒｅｏ ｘｅｔｎ ｉ ａｏ ｓ ｉ ｔ ｏｌ ｂ ｉ
关键词 ： 齿轮箱 ；故 障诊 断； 细化功率谱 ； 倒频谱
中 图分 类 号 ： Ｈ１ ２ Ｔ ３ 文献 标 识 码 ： Ｂ
Ａｐ ｌｃ ｔ ｎ ｏ ｐ ｃｒ ｍ ａｙ ｉ ｎ Ｆ ｕ ｔＤｉｇ ｏ ｉ ｆＧｅ ｒ ａ ｅ ｐ ｉ ａｉ ｆＳ ｅ ｔｕ Ａｎ ｌ ｓｓｉ ａ ｌ ｏ ａ ｎ ｓｓｏ ａ ｃ ｓ
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Ｖｏ ＿３ ｌ ２
Ｎｏ４ ．
安 徽 工 业 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｈ ｉ ｉｅｓ ｙ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ． ｆＡｎ ｕ ｖ ｒｉ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ Ｕｎ ｔ
第 ２卷 第４ ３ 期
２０ ０ ６年 １ ０月
Ｏｃｏ ｅ ２ ０ ｔｂ ｒ ０ ６
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｇ ｎ ｒ ｌ ａ ａｙ ｅ ｖｂ ａ ｉｎ ｉ ｎ ｌ ｏ ｅ ｒ ａ ｅ ｎ ｓ ｍｅ ｏ ｌ ｇ ｍｉ ｂ ｕ ｉ ｇ ａ ｉ ｕ ｓ ｅ ｔ ｍ ｓ ｒ ｃ ： ｅ ｅ ａ ｌ ｎ ｌ ｓ ｓ ｉ ｒ ｔ ｓ ａ ｓ ｆ ｇ ａ ｃ ｓ ｉ ｏ ｒ ｉ ｎ ｌ ｙ ｓｎ ｖ ｒ ｓ ｐ ｃ ｒ ｙ ｏ ｇ ｉ ｌ ｏ ｕ
频谱分析法在齿轮箱故障诊断中的应用
频谱分析法在齿轮箱故障诊断中的应用摘要：本文主要论述了在齿轮箱的故障诊断中，如何更好的应用频谱分析法，提出了一些比较可行的分析的思路和方法，明确了故障诊断的思路，可供今后参考。
关键词：频谱分析法，齿轮箱，故障，诊断前言在齿轮箱的诊断过程中，要明确故障的根源，才能够找到故障的原因，所以，频谱分析法在齿轮箱故障诊断中的应用也是极为可靠的富有意义的，值得我们推广。
1、齿轮箱概述齿轮箱是许多机械的变速传动部件。
齿轮箱的运行是否正常对整台机器或机组的工作有较大影响。
设计不当，制造不良和维护、操作不善是引起齿轮箱故障的主要原因。
因此，提高齿轮箱运行的可靠性就要提高运行维护水平，对齿轮箱作运行状态的监测，进行故障诊断。
据统计:在齿轮箱中，齿轮故障是主要故障，大约占各类故障总数的60%。
齿轮诊断的关键是获得各种状态的信息，而齿轮振动的频谱图包含丰富的信息，因此对各种工况的齿轮频谱图进行分析，可以确定故障及其原因。
故障诊断的目的是判断机器在运行中存在的故障，对设备的当前状态作出评估，并对其劣化趋势进行预测预报。
正确地判断机器在运行中所隐含的故障，是诊断技术成败的关键，也是诊断技术能否立足于生产的前提。
由于实际的齿轮箱噪声很大，振动信号的信噪比很低，传统的傅立叶变换难以获得微弱故障信号。
2、齿轮故障诊断原理齿轮运行状况直接影响整个机器设备或机组的运行，因此，齿轮是现场监测和诊断的主要对象。
齿轮故障诊断的经典方法是振动频谱分析，它以传统振动理论为依据，利用诊断仪器对其振动数据和波形进行采集，然后进行分析诊断，找出其故障原因和所在部位。
一对齿轮副可以看作是一个振动系统，根据傅里叶变换原理，可将齿轮振动信号分解为若干个谐波分量之和。
当齿轮发生故障后，齿轮啮合刚度降低，产生强烈振动，测振动信号畸变加剧，频谱图上，啮合频率处谱值会显著增大，而故障齿轮振动信号往往表现为回转频率对啮合频及其倍频调制，调制频率即齿轮轴回转频率。
频谱图上形成以啮合频率为中心，2个等间隔分布边频带。
频谱分析在齿轮故障诊断中的应用
齿 轮 和 齿 轮 箱 的运 行 状 态 监 测 及 故 障 诊 断 是 建 立 在 多 学 科 基础 上 的 实用 技 术 ，具 有 工 程 应 用 性 强 、技 术 基 础 可靠 、与 高技 术 发 展 密 切 相 关等
特 点 。不 断完 善 的监 测 手 段 也 被 更 多 地 应 用 到 实 际 生产 中 。频 谱 分 析 作 为 一 项 有 效 的 监 测 手段 要
度 上 的 区 别 而 无 本 质 上 的不 同 。
齿 轮 的 点 蚀 故 障 会 在 频 谱 上 形 成 间 隔 为 旋转 频 率 的边 频 带 ，但 其 边 频 主 要 集 中在 啮 合 频 率及 其 谐 波 两侧 。齿 轮 的剥 落 、齿 根 裂 纹 及 部 分 断齿 等局 部 故 障 会 产 生 特 有 的 瞬 态 调 制 ， 在 啮合 频 率 及 其 谐 波 两 侧 产 生 一 系 列 边 带 。其特 点 是边 带阶 数 多而 谱 线 分 散 ， 由 于高 阶 边 频 的 互 相 叠加 而 使 边 频 带 形 状 各 异 。严 重 的 局 部 故 障还 会 使 旋 转 频 率 及其 谐波 成分 增高 。
２故 障 分 析
该 齿 轮 箱 主 动 齿 轮 （ 入 轴 齿 轮 ） 出 现 断 输 齿 的 原 因主 要 为齿 面 疲 劳 ，齿 面 疲 劳 牛 要 包 括 齿 面 点蚀 与剥 落 。造 成 点 蚀 的 原 因 ， 丰要 由于 工作
隔 的规 律 性冲 击 ，通 过 了解 该 设 备 平 时 的运 转 情 况 ，并 结 合 以 上频 谱 分 析 得 出 ，该 齿轮 箱 由于长 时 间疲 劳运 行 ，齿 轮 齿 面 可 能 出现 严 重 剥落 ，应 立 即 安排 检 修 。维 修 人 员 随 即对 该 齿轮 箱 打 开 检 查 ，发现 主动 轮 （ 入 轴 齿 轮 ）个 别 齿 有 严 重 输 剥 落现 象 ， 已经 出现 断齿 ，严 重 影 响到 齿 轮 的正 常 啮合 ，见现场 拍摄 的齿轮 箱 照片 （ ）： 图７
齿轮箱振动信号频谱分析与故障诊断
齿轮箱振动信号频谱分析与故障诊断摘要：随着科技的快速发展，齿轮已经成为现代工业中主要的零部件之一，由于齿轮箱传动比是固定的，传动力矩大，结构紧凑，被各种机械设备广泛的应用，成为各种机械的变速传动部件，但是齿轮是诱发机械故障的重要部位，所以对齿轮箱故障诊断是十分必要的，本文基于齿轮箱振动及调制边频带形成机理的分析，提出用谱平均及倒频谱分析相结合的方法，对监测系统输出信号进行频域分析，诊断齿轮箱故障，并分析产生的原因。
关键词：齿轮箱；振动信号；频谱分析；故障诊断一、齿轮传动装置故障基本形式及振动信号特征对于齿轮传动装置来说零件失效的主要表现为齿轮和轴承，而齿轮所占比例很大，所以根据提取的故障信号特征，提出行之有效的诊断方法是十分必要的，这样才能更好地诊断齿轮传动装置的问题所在。
1.齿形误差当齿轮出现齿形误差的时候，频谱产生啮合频率及高次谐波为载波频率，齿轮所在的轴转频及倍频为调制频率的啮合频率调制现象，谱图上在啮合频率及倍频附近会产生幅值比较小的边频带，当齿形误差比较严重的时候，激振能量很大，就会产生固有频率，齿轮所在轴转频及倍频为调制频率的齿轮共振频率调制现象。
2.齿面均匀磨损当齿轮使用以后齿面会出现磨损失效，当磨损的时候，使得轮齿齿形的局部出现改变，箱体振动信号与齿形误差也有很大的不同之处，啮合频率及高次谐波的幅值也会增加，由于齿轮的均匀摩擦，就不会产生冲击振动信号，所以不会出现明显的调制现象。
当摩擦达到一定程度以后，啮合频率及谐波幅值就会增加，而且越来越大，同时振动能量也在增加。
3.箱体共振齿轮传动装置箱体共振是比较严重的问题，这主要是因为受到箱体外的影响，激发箱体的固有频率，导致共振的形成。
4.轴的弯曲轴轻度弯曲就会造纸齿轮齿形误差，形成以啮合频率及倍频为载波频率，如果弯曲轴上有多对齿轮啮合，就会对啮合频率调制，但是谱图上的边带数量少，但是轴向振动能量很大。
当轴严重弯曲的时候，时域会出现冲击振动，这于单个断齿和集中性故障产生的冲击振动有很大的区别，这是一个严重的冲击过程。
基于倒阶次谱分析的齿轮故障诊断研究
第２５卷第５期振动与冲击ＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ基于倒阶次谱分析的齿轮故障诊断研究４李辉１’２郑海起２唐力伟２（１．石家庄铁路职业技术学院机电工程系，石家庄０５００４１；２．军械工程学院一系，石家庄０５０００３）摘要针对齿轮箱升速过程中振动信号非平稳的特点，将常规的倒谱分析技术与阶次谱结合，提出了倒阶次潜的齿轮箱故障诊断方法。
首先对齿轮箱升降速瞬态信号进行时域同步采样，再对时域信号实行等角度重采样，转化为角域平稳信号，最后对角域重采样信号进行倒谱分析，就可提取齿轮的故障特征。
通过对齿轮齿根裂纹和齿面磨损故障实验信号的分析，表明该方法能有效地诊断齿轮的故障。
关键词：故障诊断，齿轮，阶次分析，倒谱，信号处理中图分类号：ＴＨｌｌ５文献标识码：Ａ０引言齿轮箱的升降速过程是一种非平稳过程，使其振动信号在时域和频域中变化非常复杂和剧烈，不满足傅立叶变换对信号的平稳性要求，因此严格说来不适合用常规的频谱分析方法进行分析处理。
但在旋转机械的振动信号分析中，其振动信号往往与机器的转速有密切的关系，即振动信号及其特征频率与转速大多有确定的比值关系，因此阶次分析是目前齿轮箱升降速过程振动信号分析与处理的有效方法之一，它可以有效地对齿轮箱升降速过程的非稳态振动信号进行分析¨。
８Ｊ。
本文针对齿轮箱升降速过程振动信号非平稳的特点，提出了倒阶次谱分析的齿轮箱故障检测和诊断方法。
该方法能有效地提取齿轮故障特征信息，为基于瞬态过程分析的齿轮箱故障诊断与故障特征提取提供了一条新的途径。
１倒阶次谱分析的基本原理１．１计算阶次分析阶次分析的实质是将时域（ＴｉｍｅＤｏｍａｉｎ）的非稳定信号通过恒定的角增量重采样转变为角域（ＡｎｇｌｅＤｏｍａｉｎ）平稳信号，使其能更好地反映与转速相关的振动信息。
阶次分析技术的核心在于获得相对参考轴的恒定角增量（ＣｏｎｓｔａｎｔＡｎｇｌｅＩｎｃｒｅｍｅｎｔ）采样数据，因此需要能准确获得阶次采样的日，－ＩＮ及相应的基准转速，即实现阶次跟踪。
频谱分析在齿轮故障诊断中的应用
根据主轴和各级齿轮传动啮合频率所在的范围，设定 以下几个频率为监测时需要重点关注的频率和幅值：主轴 1、2、3的转频，Z1与Z2的啮合频率以及倍频，Z3与Z4的啮合 频率以及倍频。图2是测点1减速箱振动分析的时域波形图
和振动频谱图。
图3是测点1减速箱振动分析的频
域峰值图谱，从频谱分析图中显示边
频啮合频率的边频不是很多，主要峰
机械工程
文章编号：1671-0711 （2009） 12-0054-02
频谱分析在齿轮故障诊断中的应用
邓 吟，郑 翔，王 华
（深圳市亚泰光电技术有限公司 ，广东 深圳 518057）
摘 要：针对减速机传动轴及齿轮啮合部噪声及振动增大的现象，进行精密诊断，结合时域及频谱方法 进行分析，找到了故障源并及时消除，避免了设备的继续劣化及恶性事故的发生。实例结果表明，该方 法可行、有效。 关键词：频谱分析； 齿轮；故障诊断 中图分类号：TH165.3 文献标识码：B
mm/s
值以主轴1的转频 （12.5Hz）、电机的
工作频率 （25Hz） 和Z1与Z2的啮合频
率 及 其 倍 频 为 主 （100Hz、 200Hz、
ms
300Hz、402Hz、492.5Hz）。其中，以
Z1与Z2的齿轮的 振动源。据此，判断G1与G2齿轮啮合 存在局部缺陷。另外，频谱图中存在
示两级减速齿轮箱的四个齿轮。齿轮齿数分别为Z1=8，Z2= 96，Z3=8，Z4=100。 （2） 测试设备为YVD-5904手持式动态 信号分析仪和ICP加速度传感器。动态信号分析仪的采样频 率为1.28kHz，分析频率为500Hz，频域线数为400线。 （3） 测试位置和传感器安装位置。根据减速箱外壳为铝合金， 在线监测时应采用刚性高的蜡固定传感器，其特点是频率 特性好，但不耐高温。选择将传感器安装在减速机的两级 齿轮啮合处及轴承位置设置水平、垂直两个测点。
基于小波-倒频谱的齿轮故障诊断方法及应用
基于小波 -倒频谱的齿轮故障诊断方法及应用摘要:利用振动信号采集到的齿轮故障信息，依据点蚀的故障机理和频谱特征，采用小波分解将信号分解在不同频带，选择故障所处频带重构信号，对故障进行诊断。
结合倒频谱方法有效地识别故障特征频率。
结果表明小波分析与倒频谱相结合是齿轮故障检测中一种有效的诊断方法。
关键词:齿轮；故障；小波分析；倒频谱1引言随着现代机械对齿轮传动的要求日益提高，减速器在国民经济生产中发挥越来越重要的作用，因此其故障诊断一直是学者们研究的热点。
当齿轮存在局部故障时，由于振动产生瞬态的冲击信号，啮合频率及其谐波被调制频率紧紧包围而形成密集边频带，同时由于受噪声的干扰，故障信息往往淹没于强大的噪声中。
这给诊断带来一定的困难。
采用基于傅里叶变换的传统信号处理方法，分别仅从时域或频域给出信号的统计平均结果，无法同时兼顾信号在时域和频域的全貌和局部变化特征，而这些局部化特征恰恰是故障的表征。
解调分析传统的方法包括Hilbert变换和检波解调法，它们形成包络信号进行带通滤波时都需要依靠经验来确定带通滤波器的中心频率和带宽，这在主观上给分析结果带来较大的影响。
由于小波变换具有时频局部化和多分辨特性，从根本上克服了傅里叶分析以单个变量描述信号的缺点，因此小波技术适合于处理非平稳信号[1-3]。
但是小波由于受Heisenberg测不准原理的限制，使其不可能在时域和频域都有很高的分辨率，使得单单采用小波技术对诊断密集边频带准确性和可靠性有一定的局限。
基于小波-倒频谱分析的方法则利用小波多分辨特性，消除背景噪声检测微弱的故障信号，结合倒频谱技术可以分离和提取出密集边频中的故障特征成分，因此是齿轮故障检测中一种有效的诊断方法。
2小波-倒频谱方法原理2.1小波技术分解原理如果函数满足以下容许条件：（1）引入记号（2）对于任意函数则定义[4]：（3）为以为基的积分（连续）小波变换。
其中为尺度因子，为平移因子。
为了将小波变换应用于信号分析的实践，我们对变换参数进行离散化，常常令取离散值（）这时（2）可改写为：（4）是一簇二进伸缩平移函数簇，若其构成标准的正交基，，则是正交小波函数，则相应的离散变换（5）称之为二进正交小波变换。
基于高阶倒谱熵的齿轮故障诊断
基于高阶倒谱熵的齿轮故障诊断
齿轮故障诊断是一项非常重要的机械故障诊断任务，可以通过监测齿轮系统的振动信号来判断齿轮是否存在故障。
而高阶倒谱熵（Higher Order Cepstral Entropy，HOCE）是一种用于信
号处理的特征提取方法，可以反映信号的非线性特征。
基于高阶倒谱熵的齿轮故障诊断方法主要包括以下步骤：
1. 数据采集：通过振动传感器等设备采集齿轮系统的振动信号。
2. 信号预处理：对采集到的振动信号进行预处理，包括去噪、滤波等操作，以提高信号质量。
3. 特征提取：通过高阶倒谱熵算法对预处理后的振动信号进行特征提取，得到反映信号非线性特征的高阶倒谱熵值。
4. 特征选择：根据齿轮故障的特征，选择与故障相关的高阶倒谱熵特征，以提高诊断准确性。
5. 故障判定：根据选定的高阶倒谱熵特征，建立齿轮故障的识别模型，通过比较待诊断样本的特征与已知故障样本的特征，判断齿轮是否存在故障。
需要注意的是，高阶倒谱熵方法对于信号的特征提取更加全面，可以反映信号的非线性特征，相比于传统的时域、频域等方法更具优势。
但是在实际应用中，还需要结合其他方法对齿轮系统进行综合分析，以提高故障诊断的准确性和可靠性。
基于Hilbert解调及倒谱的齿轮箱点蚀故障诊断研究
王 聪
（ 北 电 力 大学 能 源 动 力 与 机 械 工程 学 院 ，河 北 保 定 ０ １０ ） 华 ７ ０ ３ 摘 要 ：将 Ｈｌｅｔ 调 和 倒谱 分 析 方 法 结合 起 来 对齿 轮 箱 点 蚀 故 障 进 行 了诊 断研 究 。首 先 介 绍 了 Ｈ ｌｅ 解 ｉ ｒ解 ｂ ｉ ｒ ｂｔ
１ ｃｓ２ｒｔ 分 ｆ） 磨 损 、点蚀 剥 落 、断 齿 等 齿 轮箱 典 型 故 障 ，然 后 Ａ ［ ＋ｍ ｏ（１ｒ ］ 离 出 来 。 变换 为 以齿 轮点蚀故 障 为例进行 了实 例验证 。
冕ｔ＝ １ （ ） Ａ ［ ＋ｍｃｓ ２ ｆｔ ］Ｏ （ ￣ ｍ ＋ ｏ （ ￣ ， ＣＳ２ｒ ｔ ） （ ） ） ｆ ４
第 ３期
王
聪 基于 Ｈｉ ｅ 解 调及 倒谱的齿轮箱点蚀故 障诊 断研究 ｌｒ ｂｔ
３ ７
幅值
当对多 段平 均 的功 率 谱 取 对 数 后 ，功 率谱 中 与 调 权 系数 而放 大 ，所 以 当调 制 边 频 的 幅值 不 大 或 者
ｂ 倒 谱分 析 等 。但 这 些 方 法 都 具 有 一 定 的局 限性 ， １ １ Ｈ ｌｅｔ ． ｉ ｒ 解调 原理 假设齿 轮 啮合振 动的载 波信 号为 如单独 用 同周 期 相 加平 均 方 法 在 分析 一 根 轴 上 有
基于Hilbert解调及倒谱的齿轮箱点蚀故障诊断研究
36第27卷第3期2011年3月电力科学与工程Electric Power Science and EngineeringVol.27，No.3Mar．，2011基于Hilbert 解调及倒谱的齿轮箱点蚀故障诊断研究王聪(华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003)摘要:将Hilbert 解调和倒谱分析方法结合起来对齿轮箱点蚀故障进行了诊断研究。
首先介绍了Hilbert 解调和倒谱的基本原理，然后针对Hilbert 解调和倒谱等单种方法的不足，论述了将Hilbert 解调与倒谱分析结合用于齿轮箱故障诊断的基本思想，最后通过QPZZ －II．旋转机械故障试验系统进行了齿轮箱点蚀故障的实例验证分析。
研究表明，Hilbert 解调技术可以解调出调制信号，但在处理相加信号时有局限性;倒谱可以区分出边频带中的周期成分，将成簇的边频带简化为单根的谱线，受传递路径影响小，但当调制边频的幅值不大或者信号中含有较大噪声时，倒谱中得到的调制频率的幅值并不明显;将这两种方法结合起来可以很好地克服传统单种方法存在的憋端，可对齿轮箱的点蚀故障进行有效诊断。
关键词:齿轮箱;Hilbert 解调;倒谱;点蚀;故障诊断中图分类号:TP206;TH132．41文献标识码:A收稿日期:2010－09－22。
作者简介:王聪(1986－)，男，硕士研究生，研究方向为设备状态监测与故障诊断，E-mail :anadgkl@163．com 。
0引言齿轮传动具有承载能力大、传动精度高、传动比固定、结构紧凑等特点，被各种机械设备所广泛使用。
随着现代工艺技术的发展，齿轮传动的承载能力、传动精度越来越高，磨损、剥落、点蚀、裂纹等失效形式也越来越引起重视［1］。
目前运用在齿轮箱故障诊断的方法有很多，如同周期相加平均分析、频谱分析、解调分析、倒谱分析等。
但这些方法都具有一定的局限性，如单独用同周期相加平均方法在分析一根轴上有多对齿轮啮合时无法分析出故障类型和特点，而Hilbert 解调方法可以很好地解决这一问题，但其本身在处理相加信号时有局限性，针对这一局限性，倒谱分析可以弥补其不足［2，3］。
倒频谱分析法及其在齿轮箱故障诊断中的应用
在实际齿轮箱的振动信号中,由于多个齿轮产生了多 种转速频率和啮合频率, 而且常常受到多个调制源的联 合作用,形成了非对称的边带结构,功率谱中间包含了很 多大小和变化周期都不相同的频率结构, 很难简单地依 靠傅立叶变换或者细化谱技术把混杂的周期分量分辨出 来 而利用倒谱分析则可把边带信号分离出来,使在功率 谱中难以分辨的周期分量在倒谱图中变为离散的线谱, 其高度反映了原功率谱中的周期分量的大小, 极易识别 其变化和特点 因此,倒频谱分析方法是齿轮故障诊断的 一种有效方法 " 倒频谱分析法的定义
3 在功率谱密度图上9边频间距的分辨力受分析带 宽的限制9分析带宽越宽9分辨力越差9甚至使某些边频 信号不易分辨0 若为了提高分辨力而采用局部选带放大 技术9又将丢失某些边带信号0 而频倒谱变换能在整个功 率谱范围内求取边频带的平均间距9 因而既不会漏掉边 频信号9又能给出非常精确的间距结果0 $ 倒频谱分析在齿轮箱齿轮故障诊断中应用实例 5.1 例 1 !3"
图 ! 实验机原理图 1.带传动 2.电动机及齿轮减速器 3.转杯 4.下试件
5.上试件 6.夹头 7.砝码 8.杠杆 9.压力传感器
材料的摩擦学性能测试, 这是球盘式摩擦磨损实验机的
实验机主要技术指标:
最大特点O 实践证明该实验机为摩擦学实验提供了一个
下试件转速:18~300 1/miI
功能强,性价比高的实验设备O
球盘式摩擦磨损实验机的研制
梁 风! 张 锋! 宋宝玉 （哈尔滨工业大学，黑龙江 哈尔滨 150001）
摘 要:介绍了球盘式摩擦磨损实验机的设计思想、工作原理、结构特点。 该实验机可用于摩擦学中不同材料的摩擦性
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［］ 王凯， ２ 张永 祥 ． 轮裂 纹故 障 的双 谱 分析 ［ ］ 械强 度 ，０ ６ 齿 Ｊ． 机 ２０
（ ：４ — ４ ３）３ ６ ３ ８
［ ］ 屈梁生 ， ３ 何正 嘉． 机械故 障诊断学 ［ ． Ｍ］ 上海： 上海科学技术 出版
边 如图 ４ 示 ， 所 时域 同步平 均 是 一种 去 噪 的方 法 ， 在旋 转 机 频率 ， 频特征 和对齿 轮 的故障进行 快速诊 断 。 ［ 考文献 ］ 参 械 中得 到 了非 常广 泛 的运 用 ，然 后 对 时域 同步 平均 后 的
数 据进 行傅 里 叶变换 ， 图 ５所 示 。最 后进 行 的是倒 频 谱 如 分 析 ， 图 ６所 示 。该 试 验 是从 齿 轮 的正 常 工况 开 始 ， 如 直
社 ，９ ６ １８．
［ ］ Ｂ ｄ ｏ ｉ Ｅ， ｕｌ ｔＦ Ｄ ｎｅｅＪ ｗ ａ ｐｉａｉｎ ｆｔｅｒａ ４ ａ ａ ｕ Ｍ Ｇ ｉｅ ， ａ ｉｒ ． ｐ ｌ ｔ ｓｏ ｅｌ ｌ Ｎｅ ｃ ｏ ｈ
ｃ ｐｓｒ ｍ ｏ ｇ ａ ｉ ｎ ｌ ｉ ｃ ｕ ｉ ｇ ｄｅ ｉ ｉｉ ｎ ｏ ｏ ｕｓ ｆ ｕ ｔ ｅ ｔｕ ｔ ｅ ｒ ｓ ｇ ａ ｓ ｎ ｌ ｄ ｎ ｆｎ ｔｏ ｆ ａ ｒ ｂ ｔ ａ ｌ
ｉｄｃ ｔｒ Ｊ． ｃ ａ ｉａ ｙｔｍｓａ ｄＳｇ ａ Ｐｏ ｅｓ ｇ２ ０ ｎ ｉａｏ ｌＪ Ｍｅｈ ｎｃ ｌｓｓｅ ｎ ｉｎ ｌ ｒｃ ｓｉ ，０ ４ ｎ
（ ８ ：０ １ １ ４ ． １ ）１ ３ － ０ ６
动 轮 为整 体 齿 轮 轴 ， 齿 数 为 ２ 是 ０的减 速斜 齿 轮 ， 动 轮 被
本文研究的齿 轮副为传动 比 １３ ：． ５的齿轮传动副 ， 主 ５ 结 论 齿轮箱 振动 频谱 图中 ， 由多对齿 轮 啮合所 产生 以轴 的
单 齿数 为 ７ ， 轮 啮合 频率 为 ５ ３ ｚ ０齿 ８ Ｈ 。在输 出扭矩 为 １０ 旋 转频 率为 间 隔的边 频带 相互 交织 在 一起 ， 利用 频率 功 ０％ 率 谱来 观察 这种 复杂 变 频带 的结构 有 一定 难度 ， 就需 要 这 的负 荷条 件下 ， 运行 约 ｌＯ ， Ｏ ｈ 之后 将 负荷 提高 ３ ０ 直 到 ０ ％， 利 用倒频谱 分析 。倒 频谱 能够从 复杂 的边频 中识 别 出主要 齿轮 发生 破损 结束 。
究对 象 。试 验 台及 个 别设 备如 图 １ 图 ３所示 。 ～
图４
（） ａ 正常齿 轮的傅里 叶变换 （ 破损齿轮 的傅里 叶变换 ｂ） 图 ５
一
（） ｂ 破损齿轮倒频谱 分析
（） ａ 正常齿轮的倒频谱分 析
ｌ
图６
现几处断齿 ， 明倒频谱 分析 方法 对齿轮的故障诊断有效。 说
制造 业信 总 化
仿 鼻 ， 耀 Ｉ ＡＤ Ｃ ＭＩ ＡＥ ＣＡ 毽 Ｃ Ｉ Ａ Ｃ Ｉ ＰＰ
称之为为倒频率。 值大时 ， 表示在频谱图上 的快速波动 和密集谐频 ， 称为高倒频率 ， 反之称为低倒频率 。
３ 齿轮 运行 试 验
本 实 验采 用 二级 斜 齿 齿轮 传 动 装置 （ 既能 增 速 ， 它 又
能 减速 ） 进行 。此 装置 的变 速箱 是采 用一 套输 入 功率 为 上 ３ ０马力 ，７ ０ ｍｉ ｌ ５ ｄ ｎ的交 流 电机 来 驱动 ，扭 矩 为 ７ ５马 力 ，
１５ ｒ ｉ ０ ｍｎ的交流 电机所应 用 。该实验 传动装置也有一个 隔 ７ ／
（） 常齿轮的时域同步平均 ａ正
［］ 丁康 ， 巍华 ， 小勇ｌ 轮及齿轮箱 故障诊断实用技术 ［ ． １ 李 朱 齿 Ｍ］ 北 京 ： 械工 业 出版 社 ，０ ５ 机 ２ ０．
到出现 破损 结束 。 比较 两者 的通 过 Ｆ Ｔ 理后 ， ５ ｂ 在 Ｆ 处 图 （） 频率为 ５３ ｚ ， ８ Ｈ 时 幅值 有 明显 的加 大 ， 是 因为此 时 的齿 这 轮 出现 故 障所致 。 齿 轮 的啮合 频 率 ＝ １ ５ ／０ × ２ ／０） ７ ＝ ８ Ｈ ， （ ７ ０６ ） （ ０７ ｘ ０ ５ ３ ｚ 在 啮合频 率 边上 还 有很 多频 率 的 幅值 也发 生 增 大 ，这 些就 是 成簇 的边频 带 。由于边 频 带 的存在 ， 以断定 故 障的存 可 在 ， 是单 从 图 ５不 能确定 是何 种 故 障 。从 图 ６ｂ 中 ， 但 （ ） 得 峰 值 较 大 的频 率 分 别 约 为 ４ Ｈ 、０ ｚ１Ｈ 、Ｈ ，其 中 ５ ｚ３ Ｈ 、８ ｚ９ ｚ
（ ） 损 齿 轮 的 时域 同步 平 均 ｂ破
振， 隔开 了装置与地面一些距离 ， 防止振动传输 到地面上
来 ，轴利 用 刚性 和柔 性联 轴 器连 接 。建 立基 于 Ｌ ｂ Ｉ Ｗ ａＶ Ｅ 的虚 拟仪 器 平 台数 据采 集 系 统 ， 采样 频 率 为 ２ ｋ ｚ每 隔 ０Ｈ ， １ｍ ｎ ０ ｉ 采样 一 次 ， 每次 采样 １ｓ运用研 华 Ｕ Ｂ ４ ｌ 采集 ０， Ｓ 一７ １ 卡 ， 采集 到 的信号 存放 在 硬盘 里 。 将 齿轮 径 向传感 器 （ Ａ Ｃ — Ｙ 一 １采集 的信 号对 齿 轮 破损 最 为敏 感 ， 以它 为研 Ｄ １８ ） １ 故
４ 比较 清楚 地 区分 边频 谱 中的周 期 成分， 倒频谱 能够将 原来 谱上 的成 族 的边 频带 简化 成简单 明 了 ， 于 观 察 的单 根谱 线 ， 易 这样 有 利 于分 析 齿 轮 的啮合
在 Ｍ ＴＡ Ａ Ｌ Ｂ中 ， 用采 集 到 的大量 的齿 轮振 动数 据 ， 调 编写 程 序 ， 行 如 下 处理 ： 进 首先 进 行 时域 同步 平 均 处 理 ，