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行星齿轮箱相对于定轴传动具有传动比大,体积小,工作平稳,承载能力大等优点,而其通常工作在低速、重载、阵风等恶劣环境下,齿轮易出现脱落、点蚀、裂纹等故障。另一方面,行星齿轮箱传动系统较为复杂,其传动时太阳轮绕自身轴线旋转,一个或多个行星齿轮不仅绕自身轴线旋转,同时随着行星架绕着太阳轮固定轴线旋转,并与太阳轮和齿圈同时啮合,这两种啮合副的啮合位置与传感器的位置随着行星架的旋转而旋转,由此导致传感器与啮合振源间的振动传递路径具有时变性,常规齿轮振动分析方法无法直接应用。此外,为使受载均匀,行星轮的数量通常不止一个,传感器拾取的振动信号是多组啮合振动的叠加,且行星齿轮箱通常工作在恶劣的环境下,其振动信号调制成分复杂,而齿轮早期故障特征相对微弱,导致行星齿轮箱齿轮故障难以识别。本论文以工业用行星齿轮箱(2K-H行星传动)为研究对象展开研究,针对行星齿轮箱时变振动传递路径的特点,总结前人研究的基础上发展了一种基于振动分离的行星齿轮箱振动信号同步平均法,该方法首先验证齿轮的啮合齿序特征,根据齿序特征选择Tukey窗进行多齿宽加窗截取,再根据重排齿序和加窗截取信号构建目标齿轮振动信号,抑制时变振动传递路径的影响。最后对振动分离信号进行同步平均,进一步消除噪声和非同步分量的干扰,提取感兴趣的同步分量。为解决行星齿轮箱时变振动传递路径及非平稳性的弱故障提取问题,本论文在上述研究的基础上提出一种基于包络信号角域加窗同步平均的行星齿轮箱故障特征提取方法。该方法首先基于谱峭度提取出行星齿轮箱振动信号的包络信号;其次利用计算阶次跟踪技术对包络信号进行等角度重采样,再对角域信号进行振动分离,最后对振动分离信号进行角域同步平均,提取行星齿轮箱故障特征。在上述研究的基础上结合行星齿轮箱振动分离同步平均和窄带解调法,提出了针对行星齿轮箱的窄带解调方法。对行星齿轮箱振动信号进行振动分离,克服传递路径时变性的影响;对振动分离信号进行时域同步平均,提高信噪比;最后,对平均后的信号进行窄带解调,提取行星齿轮箱齿轮故障特征和故障位置。并结合国外的改进MED方法改进多点优化最小熵反褶积(MOMEDA)用于对行星齿轮箱故障冲击特征进行增强,实现行星齿轮箱的行星轮故障特征提取。通过行星齿轮箱模拟齿根裂纹故障进行试验分析,验证了所提方法的有效性。