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基于小波-倒频谱的齿轮故障诊断方法及应用
摘要：
齿轮作为机械传动元件之一，广泛应用于各种机械设备中。由于长期运转不可避免会产生各种故障，如断齿、疲劳、磨损等。因此，对齿轮故障进行实时快速诊断具有重要的工程应用价值。
本论文的目的是研究一种基于小波-倒频谱的齿轮故障诊断方法，该方法结合小波分析和倒频谱分析两种技术，有效地提取出了齿轮振动信号中的故障特征，实现了对齿轮故障的精准诊断。
首先，本文介绍了齿轮故障的危害及其产生的原因，并对齿轮故障诊断相关技术进行了概述。接着，介绍了小波分析和倒频谱分析的原理以及它们在故障诊断中的应用。
然后，针对不同类型的齿轮故障，本论文提出了不同的小波-倒频谱分析方法，包括：基于小波包分析的齿轮疲劳故障诊断方法、基于小波包分析和倒频谱分析的齿轮断齿故障诊断方法、基于复合小波分析和倒频谱分析的齿轮磨损故障诊断方法等。
最后，本文通过实验验证了该方法在齿轮故障检测中的有效性和准确性。实验结果表明，该方法能够准确地识别不同类型的齿轮故障，实现了快速、无损、实时的齿轮故障诊断，具有广泛的应用前景。
关键词：齿轮故障诊断；小波分析；倒频谱分析；小波包分析；复合小波分析
Abstract:
Asoneofthemechanicaltransmissioncomponents,gearsarewidelyusedinvariousmechanicalequipment.Duetolong-termoperation,variousfailuressuchastoothbreakage,fatigue,andwearareinevitable.Therefore,real-timeandfastdiagnosisofgearfaultshasimportantengineeringapplicationvalue.
Thepurposeofthispaperistostudyagearfaultdiagnosismethodbasedonwavelet-inversefrequencyspectrumanalysis.Thismethodcombineswaveletanalysisandinversefrequencyspectrumanalysistechniquestoeffectivelyextractfaultfeaturesfromgearvibrationsignalsandachieveprecisediagnosisofgearfaults.
Firstly,thispaperintroducesthehazardsofgearfaultsandtheircauses,andreviewstherelevanttechnologiesofgearfaultdiagnosis.Secondly,theprinciplesofwaveletanalysisandinversefrequencyspectrumanalysisandtheirapplicationsinfaultdiagnosisareintroduced.
Then,thispaperproposesdifferentwavelet-inversefrequencyspectrumanalysismethodsfordifferenttypesofgearfaults,including:gearfatiguefaultdiagnosismethodbasedonwaveletpacketanalysis,geartoothbreakagefaultdiagnosismethodbasedonwaveletpacketanalysisandinversefrequencyspectrumanalysis,andgearwearfaultdiagnosismethodbasedoncompositewaveletanalysisandinversefrequencyspectrumanalysis.
Finally,thispaperverifiestheeffectivenessandaccuracyofthemethodingearfaultdetectionthroughexperiments.Theexperimentalresultsshowthatthemethodcanaccuratelyidentifydifferenttypesofgearfaults,andrealizefast,non-destructive,andreal-timegearfaultdiagnosis,whichhasbroadapplicationprospects.
Keywords:gearfaultdiagnosis;waveletan