[發明專利]一種周轉輪系時變傳遞路徑衰減系數校正方法

有效

• 申請號: 201510736622.5
• 申請日: 2015-11-02
• 公開（公告）號: CN105404727B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 雷亞國;盧帆勃;劉宗堯;林京;羅希
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種周轉輪系時變傳遞路徑衰減系數校正方法，先分析周轉輪系中存在的振動傳遞路徑，忽略時不變傳遞路徑，只考慮時變傳遞路徑對嚙合振動的影響；然后采用漢寧窗函數表示時變傳遞路徑對振動信號的調制作用，再分析不同時變傳遞路徑之間的關系，得到行星輪與太陽輪嚙合的傳遞路徑函數，利用振動傳遞過程存在的幾何關系，對各振動傳遞路徑衰減系數進行校正，即提供了一種修正后的窗函數來模擬時變傳遞路徑的調制作用，從而提高求解模型響應的精確度。

技術領域

本發明屬于齒輪系統動態建模技術領域，具體涉及一種周轉輪系時變傳遞路徑衰減系數校正方法。

背景技術

周轉輪系因其具有不同于定軸輪系的特有優勢而被廣泛應用于機械傳動中，一般由行星輪、太陽輪、內齒圈以及行星架組成，構成輪系的零部件數量較多，且內部的運動形式復雜、工作環境惡劣，因此較定軸輪系更容易發生故障。通常情況下，振動信號頻譜分析是檢測故障最常用、最直接的方法。然而周轉輪系中行星輪同時與太陽輪和內齒圈嚙合，多對嚙合引起的振動會相互疊加，且存在相位差，造成周轉輪系的振動響應十分復雜。此外，測試振動時傳感器一般固定在內齒圈上，由于行星輪的公轉，使得各嚙合點到傳感器的傳遞路徑周期性變化，而周期性變化的傳遞路徑會對振動信號產生調制作用，進而導致故障信息被調制效應掩蓋，造成故障檢測分析困難。

唯象建模是基于積累的經驗知識，對振動信號進行數值仿真來探究系統故障時的振動響應。目前大多數關于周轉輪系的唯象建模都考慮使用漢寧窗函數模擬時變傳遞路徑對振動信號的調制效應。然而周轉輪系中同時存在兩種嚙合副，各個嚙合點處振動需要經過不同的傳遞路徑到達傳感器，而現有研究中要么只考慮行星輪-太陽輪嚙合點與固定傳感器之間的傳遞路徑，忽略了行星輪-內齒圈嚙合點與固定傳感器之間的傳遞路徑；要么一概而論，對于不同的嚙合點振動均采用相同的幅值窗函數模擬時變傳遞路徑的調制作用。須知不同的傳遞路徑長度對振動的衰減程度不同，因此使用相同幅值大小的窗函數去模擬時變傳遞路徑對振動的調制效應，會造成理論響應與實際振動存在較大的差異。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的缺點，本發明的目的在于提供一種周轉輪系時變傳遞路徑衰減系數校正方法，分析每個嚙合振動的時變傳遞路徑，利用振動傳遞過程存在的幾何關系，對各振動傳遞路徑衰減系數進行校正，即提供了一種修正后的窗函數來模擬時變傳遞路徑的調制作用，從而提高求解模型響應的精確度。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種周轉輪系時變傳遞路徑衰減系數校正方法，包括以下步驟：

1)分析周轉輪系中存在的振動傳遞路徑，忽略時不變傳遞路徑，只考慮時變傳遞路徑對嚙合振動的影響；

2)采用漢寧窗函數表示時變傳遞路徑對振動信號的調制作用，

式中，N_p表示行星輪的個數，ω_c表示行星架的轉速，t表示輪系的運轉時間；

3)分析不同時變傳遞路徑之間的關系，行星輪-內齒圈嚙合點振動到達傳感器的路徑長度短，行星輪-太陽輪嚙合點處振動到達傳感器的路徑長度更長，即存在更大的能量衰減，因此以A_ri(t)代表第i個行星輪與內齒圈嚙合的傳遞路徑函數，i＝1,2,...,N_p，以A_si(t)代表第i個行星輪與太陽輪嚙合的傳遞路徑函數，則二者之間關系表示為

A_si(t)＝kA_ri(t) (2)

式中，k表示能量衰減系數，且k<1；