在时域，频域和联合时频域中检验了从数值模拟和实验两个方面获得的振动特征。适当选择诊断技术进行信号分析，以检测和识别每个损坏的特征。

齿轮-转子-轴承系统的分析模型最终扩展到调查在轴承，轴和齿轮的缺陷的组合情况下的损坏影响。数值结果也通过从试验台实验获得的那些验证。特征分析技术被仔细应用于数值和实验结果，以检查和表征其根本原因。

第一章

引言

1.1概述

齿轮转子轴承系统是最常用于旋转机械，如汽车，飞机燃气轮机和重型机械的传动系统。在过去三十年中，在防务和商业应用中，齿轮和轴承系统的使用量大幅增加。随着运行速度的提高，承载负载的增加和重量的增加，传动系统的组件中发生过度磨损和材料疲劳的过早失效。传输系统中的这种过早的故障总是在时间和财务上受到损失，甚至有时候可能导致灾难性的后果。故障检测具有与高速旋转机械相关的重要作用。如果在早期检测到组件故障，这可能是一个好处，因此可以及时采取纠正措施。也可以提前进行预防性维护，以便更换损坏的部件。因此，为了确保齿轮传动系统的操作的安全性和可靠性，需要在各种可能的故障条件下理解系统的动力学。

目前，设备过早失效的预防和管理已经成为维护计划的重要组成部分。许多研究已经在齿轮传动系统中找到可靠的监测策略。已经开发了各种故障检测程序。大多数不切实际的程序可以是视觉检查，因为除非使用昂贵的专用设备，否则不容易将微观的故障可视化。但是，在操作过程中检查齿轮传动是非常不可能的。实际上，在经历机器故障后主要使用目视检查。

在齿轮转子轴承系统中检测初期故障的最有前景的程序之一是振动分析。振动特征分析的优点是不需要机械关闭，可以通过基于计算机的机器健康监测在线进行。然而，目前的齿轮转子和轴承系统的车载状况监测系统通常不能在警告和故障之间提供足够的时间，否则可以实施安全程序。有时，传输系统中的小故障可以迅速发展成危险的故障模式，没有任何显着的迹象。此外，对操作条件的不准确解释可能会导致虚警，不必要的维修和停机。在由于轴承，轴和齿轮的组合损坏造成的影响的情况下，振动特征通常无法在没有特殊处理的情况下立即识别。因此，在引发系统故障前，所有这些都需要激励开发和研究检测和识别球轴承，轴和齿轮的故障。

1.2文献综述

传统上，旋转机械的研究试图预测运行过程中转子动力系统的性能。基于模型中包含疲劳寿命分析的统计模型，在机器寿命预测中已经报道了一些工作[1-8]。他们的预测是基于Lundberg和Palmgren[4,5]开发的统计方法，而可靠性模型则基于经典疲劳理论和威布尔失效分布。然而，不考虑机械部件的状况及其在各种操作环境下的相应情况。

一般来说，滚动体轴承系统即使处于完美状态也会产生振动。激发的原因是由于外部干扰，内部激发和结构依从性变化[9,10]。由于滚动元件的数量及其在负载区域中的位置随轴承旋转而变化，因此球轴承与内外圈之间的相对运动产生变化的顺应性振动[11]。

然而，缺陷的存在导致振动水平的显着增加，因此了解不同类型缺陷下的振动特征的行为是重要的。研究轴承局部缺陷检测和诊断的大多数研究人员进行了实验研究，而其他研究人员开发了检测缺陷的模型，并将其结果与实验结果进行比较。麦克法登和史密斯[12,13]提出了一种由径向载荷下的滚动体轴承内圈产生的单一缺陷或多个缺陷产生的高频振动模型，并且模型性能由NASA研究人员实验证实[14]。