为了研究行星轮系中主要故障裂纹的演化机理及其对系统的动态影响规律,首先研究了行星轮系中行星轮裂纹故障的数学描述方法;接着建立了行星轮发生裂纹故障时的齿轮时变啮合刚度计算模型,分析了行星轮裂纹故障对时变啮合刚度的影响;然后通过建立行星轮系平移-扭转耦合动力学模型,获得了行星轮轮齿裂纹故障下的系统振动响应;最后通过分析响应特征,揭示了行星轮系中振动响应及啮合频率边频特征随行星轮裂纹故障发生、发展的变化规律。

转速获取是变工况设备健康诊断的前提。在不便安装速度传感器的情况下,基于振动信号时频分析获取转频是最常用的途径。然而,由于时频分析方法的自身特性和采集的振动信号中往往包含大量的背景噪声,导致得到的时频分布能量聚集性差、部分时段转速信息微弱等问题,很难提取到完整、准确的转频信息。为解决这一问题,提出一种脊线信息增强与特征融合的转速估计方法。采用幅值累加平方策略对时频分布特征进行增强;从信号低频区域和共振频带分别预估计出转频信息;最后,建立基于概率分布和局部波动特性的信息融合准则,以确定脊线融合位置以及融合结果,实现转频的准确估计。轴承故障实验信号验证说明相比于传统的转频提取方法,提出的方法能够显著地改善能量微弱的转速信息的识别结果。