疲劳剥落是轴承的主要失效形式之一,而轴承中滚动体与滚道间接触应力的变化是造成轴承疲劳剥落的重要因素。以角接触球轴承为研究对象,在经典拟静力学模型的基础上,考虑高转速工况下滚动体受惯性力的影响,构建轴承内部几何关系和受力平衡关系式,通过数值方法求解该模型,得到轴承在高转速工况下的特征参数,并将其与相关文献对比,验证了模型的准确性。在此基础上,分别控制轴向力、径向力以及转速,研究轴承在特定工况下接触应力的分布特征及变化情况,得到外载荷和转速的变化与轴承疲劳剥落之间的关系,为减轻轴承的疲劳剥落提供了一定的技术指导。

针对变工况、强噪声状态下齿轮的故障特征难以提取的问题,提出了一种基于自适应时变滤波(Adaptive time-varying filtering,ATF)与角域同步平均降噪(Angle domain synchronous average denoising,ASAD)的齿轮故障诊断方法。将ASAD与ATF相结合,对降噪后的信号进行阶次谱分析,并通过阶次谱中的调制边频带即可诊断齿轮局部故障。通过分析模拟数据及变转速齿轮箱试验台的数据表明,该方法对变转速状态下的齿轮振动信号有很好的信号分析自适应性,不仅能很好地滤除噪声干扰,提升通带内的噪声抑制效果,且能有效凸显变转速下的齿轮故障特征。

针对变转速下齿轮箱中滚动轴承故障调制特征的提取与分离,提出了基于时变零相位滤波的变转速滚动轴承故障诊断方法。该方法先用线调频小波路径追踪（CPP）算法从齿轮箱滚动轴承故障振动信号中估计出齿轮啮合频率,由啮合频率除以齿数得到齿轮箱的转速,同时,采用Hilbert包络解调方法获取轴承故障振动信号的包络信号;然后根据获取的转速信息设计各阶时变零相位滤波器;再采用各时变零相位滤波器对包络信号进行分析,获取各调制信号;最后,利用转速信号对求取的各调制信号进行阶次分析,并根据各阶次谱来诊断滚动轴承故障。算法仿真和应用实例分析表明,该方法可有效提取和分离变速齿轮箱中滚动轴承的各阶故障调制特征。