基于双树复小波的齿轮副裂纹故障检测方法

王天阳 陶学恒 代 鹏 冉海风

（1 大连工业大学 机械工程与自动化学院， 辽宁 大连 116034）

（2 安徽工程大学 机械与汽车工程学院， 安徽 芜湖 241000）

0 引言

直齿轮副因其具有瞬时传动比稳定、传动效率高、使用寿命长等优点，被广泛应用在现代机械工业传动机构中[1]。但因为齿轮副的制造安装误差、疲劳磨损、载荷突增、润滑失效等因素，常常造成齿轮副的故障。其中，齿根裂纹就是齿轮副常见故障之一。齿轮齿根出现裂纹，将大大影响齿轮副的传动精度，增加齿轮箱的振动与噪声，降低齿轮副传动NVH（Noise、Vibration、Harshness）性能，严重时将导致齿轮副传动失效[2]。

在旋转机械的故障诊断中，由于受周围环境、传感器质量和信号传输过程的影响，被检测物体的信号中往往混杂着各种噪声，有的噪声干扰甚至大于实际信号，这给信号中的特征信息提取带来极大难度。因此，在提取特征信息之前，必须对信号进行降噪。小波阈值降噪作为工程实际中常用的降噪方法，通过保留有效信号系数，减小甚至剔除噪声系数，以求得有用信号的最优估计；该方法结构简单、收敛速度快、降噪效率高，被广泛应用在机械振动信号的降噪领域[3]。但是，随着机械系统的复杂性提高，多机械系统协同作业，所产生的振动信号愈发复杂，在使用小波变换降噪时，对信号的分解难度增大；并且，滤波降噪要求对所有信号进行二进度尺度分解，这显然对信号特征的识别是不利的[4]。所以，专家学者们不断提出各种改进的小波滤波降噪方法，以满足复杂信号降噪的要求。……