吴文寿， 李允公， 王 波， 李国萌， 石悦红

(东北大学 机械工程与自动化学院，沈阳 110819)



基于听觉模型和极值点概率密度的断齿故障特征提取方法研究

吴文寿， 李允公， 王 波， 李国萌， 石悦红

(东北大学 机械工程与自动化学院，沈阳 110819)

齿轮断齿故障的重要特征是啮合过程中在断齿处产生碰撞与冲击。考虑到人耳听觉系统对于突发的瞬态声信号具有本能的反应，为提取断齿故障诱发的瞬态冲击响应成分，提出一种基于听觉模型和信号极值点概率密度的特征提取方法。该方法首先对信号进行GT带通滤波、相位调整及极值点提取，然后计算各极值点的幅值概率密度，通过对其求导判断各滤波通道中是否存在瞬态冲击成分，继而提取与之相关的极值点。同时，由于系统振动时会产生与断齿冲击无关的极值点，为准确提取断齿冲击，根据瞬态信号频带连续性和多频段分布特点，设计了相应的提取方法。经实测信号验证表明，所提方法能准确刻画及提取断齿故障特征，可以在含有多种类型的瞬态冲击响应成分中提取出只由断齿故障所诱发的冲击成分，且提取结果精确度较高。

断齿故障；听觉模型；概率密度；瞬态信号；故障诊断；特征提取

齿轮传动是一种最为常见的传动形式。据统计，在机械设备故障或状态不良的原因中，约60%[1]与齿轮失效有关，而轮齿断裂在齿轮失效形式中所占比例又最高，约为41%[2]。断齿使齿轮副不能正常啮合，并产生周期性冲击响应成分。……