高洪波， 刘 杰， 李允公

(1.东北大学 机械工程与自动化学院，沈阳 110819； 2.辽宁省交通高等专科学校 机电工程系，沈阳 110122)

基于实测冲击响应字典稀疏表示的齿轮系统侧隙故障特征提取

高洪波1,2， 刘 杰1， 李允公1

(1.东北大学 机械工程与自动化学院，沈阳 110819； 2.辽宁省交通高等专科学校 机电工程系，沈阳 110122)

为了从齿轮系统振动信号中提取由于齿侧间隙故障产生的瞬态冲击成分，提出了基于稀疏表示的故障特征提取方法，将特征提取转化为稀疏字典的构造和稀疏表示系数的求解。根据侧隙故障瞬态冲击的响应特性，提出采用与其更相似的系统实测冲击响应构造稀疏字典，继而利用正交匹配追踪算法优化求解稀疏表示向量，获得表征瞬态冲击发生时刻的稀疏系数，并重构故障冲击序列。通过冲击成分的包络解调分析，进一步获得瞬态冲击的调制频率。仿真和实验表明，提出的方法能够有效提取齿轮系统齿侧间隙故障特征。

故障特征提取；稀疏表示；实测冲击响应；齿侧间隙

齿轮机构是各类机械设备的主要传动系统，对其运转状态的监测和故障诊断具有重要意义，而能否准确地提取出故障特征是诊断的关键。在齿轮系统故障特征中，冲击故障占据了较高的比例，如动静件间的周期性碰撞、缺陷轴承或齿轮运行时的瞬时冲击等[1]，由轮齿磨损等引发的啮合间隙故障也是其中一种。但该类故障与轮齿折断、轴线不对中和偏心等的故障特征不同，不会对工频振动信号产生明显的调制，而是在每次啮合的过程中产生单边或双边的冲击振动[2]。……