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毕业设计-齿轮箱振动信号分析系统设计，共38页，11656字
前 言
随着现代工业以及设备现代化水平的不断发展进步，机械设备的性能、效率、自动化和可靠性逐步提高。齿轮传动是机械设备中最常用的传动方式之一，广泛应用于国民经济的各行各业。齿轮箱由齿轮、轴承、箱体组成，是机械设备中的核心部件，出现故障信号将会导致整个设备的实效。轻则降低生产质量或导致停产，重则造成事故。据统计传动机械中齿轮引发的故障占80%左右，旋转机械中为10%左右。齿轮箱的故障和失效轻则带来经济损失，重则造成人员伤亡。据统计，在机器的总故障次数中，齿轮故障占10%左右，而在齿轮箱的失效零件中，齿轮失效占60%左右，轴承和轴故障为30%左右。振动是自然界最普遍的现象之一，这类现象有的是其本身固有的原因引起，有的是外界干扰引起。在运转的设备，振动信号是最重要的来源。齿轮箱的振动信号中包含着大量可反映齿轮箱运行状态的有用信息，其中齿轮、滚动轴承和轴系的工作情况很复杂，因此齿轮箱容易产生故障，而且齿轮箱的运行是否正常对整台机器的工作有较大的影响。提高齿轮箱运行的可靠性就要提高运行维护水平，对齿轮箱运行状态进行监测，进行故障诊断。所以，对齿轮箱的振动信号进行分析意义重大，能准确地找出齿轮箱的故障，不仅可以降低维修成本、缩短维修时间，还可以提高诊断准确性和维修质量，创造可观的经济效益。

目录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1齿轮箱振动信号分析的简介 1
1.2 课题的背景 1
1.3 课题的意义 2
1.4 齿轮箱振动信号分析的发展状况及趋势 2
1.5 论文研究的主要内容 3
第2章 齿轮箱故障振动信号研究 4
2.1齿轮箱常见故障 4
2.2 齿轮箱故障的特征频率边频带 6
2.3 齿轮箱振动信号分析对小波分析的内在需求 6
2.4 本章小结 7
第3章 齿轮箱振动信号分析系统设计 9
3.1设计总体思路 9
3.2小波变换 9
3.2.1 小波变换的原理 9
3.2.2 小波函数的简介 10
3.3 系统的GUI界面设计 12
3.3.1 MATLAB中的GUI基本介绍 12
3.4 调回函数的编写 14
3.4.1 原信号的时频域变换 14
3.4.2 小波包消噪 15
3.4.3 小波分解及重构 16
3.5 本章小结 17
第4章 齿轮箱振动信号分析系统对实例进行分析 18
4.1 原故障信号的时频域变换 18
4.2信号降噪 19
4.3 小波分解及重构 21
4.5 本章小结 24
第5章 总结 26
致 谢 28
参考文献 29


摘 要
齿轮箱作为一种传动设备在各种机械设备中广泛应用，对其振动信号进行分析具有重要的实际意义。不仅可缩短维修时间，还可提高诊断准确性和维修质量，创造可观的经济效益。小波分析是近年来迅速发展起来的一门理论，已成功应用于图像处理、通信和地球物理研究等领域。本系统将小波分析应用到齿轮箱振动信号分析，以小波分析为理论基础，Matlab为开发平台，运用sym6小波函数对模拟的齿轮箱振动信号分析，设计了GUI界面，能实现对振动信号的时频域转换，利用阈值消噪，对振动信号进行小波分解，分别重构高频和低频信号的时频域波形。

关键词：齿轮箱 振动信号 小波分析 GUI

ABSTRACT
As a transimission device,gearbox is widely used in virous mechanical equipments. The diagnosis of the vibration signal is very important for the normal running of the equipments. it can not only shorten the time to repair,but also to improve the diagnostic accuracy and the quality of maintenance,and creat considerable economic benefits.Wavelet analysis is developed rapidly in recent years,which has been successfully applied in the filed of image processing,communications,and geophysical research. Wavelet analysis is applied to the gearbox vibration signal analysis system,and based on the wavelet snslysis, Matlb,and sym6 wavelet function. The system can complish frequency domain vibration signal conversion, denoising gearbox vibration and wavelet decomposition of gearbox vibration,and reconstruct the high and low frequency signal.

Keyword: Gearbox, Vibration signal, Waveley analysis, GUI
第1章 绪论
1.1齿轮箱振动信号分析的简介
齿轮箱由于其结构复杂、工作环境恶劣等原因，齿轮箱极易受到损害和出现故障，如磨损、点蚀、剥落、裂纹乃至断齿等常见故障。对其振动信号分析时域信号处理方法、频率处理方法和近年来兴起的小波分析法。时域波形是最直观的诊断方法，对于某些有明显特征的故障，可以利用时域波形做初步和直观判断，由于齿轮箱振动信号频率的复杂性，时域波形法对分析振动信号还存在很多缺陷。频率信号处理方法主要以傅立叶变换为基础的传统频域线性处理方法和针对非线性的高阶处理方法。然而用纯粹的频谱分析方法时要求信号为准周期采样，否则发生傅立叶变换后将发生频谱偏移[1]。波分析具有尺度的可伸缩性，其移动窗面积保持不变，但随着尺度的变化，其宽度也随之变化：尺度越大，小波函数变化就越缓慢，则频带就越窄，从而具有较高的频率分辨率，反之，频带就宽，具有较高的时域分辨率。这就是说小波分析在高频部分具有较高的时域分辨率和较低的频率分辨率在低频部分具有较低的时域分辨率和较高的频率分辨率，从而适合于检验信号中的冲击成分和周期性成分。因此小波分析方法广泛应用于齿轮箱振动信号分析。