[发明专利]一种诊断传动系统轴承齿轮故障的定点疲劳识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及故障机理诊断技术,特别是一种诊断传动系统轴承齿轮故障的定点疲劳识别方法。

背景技术

本发明人在中国专利“一种减少齿轮传动系统故障率的轴承、齿轮匹配设计方法”公开了一种减少齿轮传动系统故障率的轴承、齿轮匹配设计方法，它包括一对齿数为DC的大齿轮、齿数为XC的小齿轮的啮合副，以及支承大齿轮的轴承、支承小齿轮的轴承；设定支承大齿轮的轴承参数为：中径DD0，滚子直径Dd，滚子数DZ；支承小齿轮的轴承参数为：中径XD0，滚子直径Xd，滚子数XZ，如附图1。当仅讨论单个齿轮和单个轴承时，则简化代号为：齿数为C；轴承参数为：中径D0，滚子直径d，滚子数Z，该方法提出防止该齿轮传动系统的齿轮、轴承滚子和轴承内、外环发生对冲疲劳集中以及防止齿轮载荷疲劳集中引发轴疲劳集中而产生裂纹的设计方法应当分别遵循的结构关系是：

A、防止大齿轮和轴承引发齿轮-滚子-外环对冲集中疲劳须符合：

大齿轮轴承外环承载点每转过DWG个滚子时，齿轮转过的齿数DWC与正整数之差为S=0.1~0.9，建议值为S=0.3~0.7，优化值为S=0.5；其中，DWG与DWC的结构式为：

DWC=2×DD0×DC/[(DD0-Dd)×DZ]×DWG    (D1)

S=ABS[DWC-CINT(DWC)]

式中，DWG≤DZ，DWC≤DC，ABS代表取方框内数值的绝对值；CINT代表将方框内的数值四舍五入，

如果符合0.07>S>0的不允许范围，则大齿轮轴承固定外环集中疲劳多发，疲劳的几率DWJ=1/DWG。

B、防止大齿轮和轴承引发齿轮-滚子-内环对冲集中疲劳须符合：

大齿轮轴承内环承载点每转过DNG个滚子时，齿轮转过的齿数DNC与正整数之差为S=0.1~0.9，建议值为S=0.3~0.7，优化值为S=0.5；其中，DNG与DNC的结构关系式为：

DNC=2×DD0×DC/[(DD0+Dd)×DZ]×DNG    （D2）

S=ABS[DNC-CINT(DNC)]

式中，DNG≤DZ，DNC≤DC,ABS代表取方框内数值的绝对值；CINT代表将方框内的数值四舍五入，

如果符合0.07>S>0的不允许范围，则大齿轮轴承固定内环集中疲劳多发，疲劳的几率DNJ=1/DNG。

C、防止大齿轮集中疲劳须符合下式表示的结构关系：

DCD=DC/DWC≠INT（2~DC）    （D3）

DCD=DC/DNC≠INT（2~DC）    （D4）

即大齿轮的齿数DC与上述DWC或DNC之比不等于2~DC的整数；

如果DCD为整数，则大齿轮集中疲劳数为DCD，各疲劳点之间的均匀间距为DWC个齿或DNC个齿；大齿轮疲劳集中率为DCJ=2/DCD，其最大值为1。

D、防止小齿轮和轴承引发齿轮-滚子-外环对冲集中疲劳须符合：小齿轮轴承外环承载点每转过XWG个滚子时，齿轮转过的齿数XWC与正整数之差为S=0.1~0.9，建议值为S=0.3~0.7，优化值为S=0.5；其中，XWG与XWC的结构关系式为：

XWC=2×XD0×XC/[(XD0-Xd)×XZ]×XWG    (X1)

S=ABS[XWC-CINT(XWC)]

式中，XWG≤XZ，XWC≤XC,ABS代表取方框内数值的绝对值；CINT代表将方框内的数值四舍五入。

如果符合0.07>S>0的不允许范围，则小齿轮轴承固定外环集中疲劳多发，疲劳的几率XWJ=1/XWG；

E、防止小齿轮和轴承引发齿轮-滚子-内环对冲集中疲劳须符合：小齿轮轴承内环承载点每转过XNG个滚子时，齿轮转过的齿数XNC与正整数之差为S=0.1~0.9，建议值为S=0.3~0.7，优化值为S=0.5；其中，XNG与XNC的结构关系式为：

XNC=2×XD0×XC/[(XD0+Xd)×XZ]×XNG    （X2）

S=ABS[XNC-CINT(XNC)]

式中，XNG≤XZ，XNC≤XC,ABS代表取方框内数值的绝对值；CINT代表将方框内的数值四舍五入。

如果符合0.07>S>0的不允许范围，则小齿轮轴承固定内环集中疲劳多发，疲劳的几率XNJ=1/XNG；