ANSYS/PDS风电齿轮箱收缩盘联接可靠性分析 被引量：10

1

作者 张迅 孙义忠 +2 位作者 何爱民 常涛 王红 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期17-24,共8页

笔者建立了某风电齿轮箱主轴收缩盘联接的轴对称参数化有限元模型,并结合主轴扭矩作用应用ANSYS非线性接触对该模型进行了强度分析。由于材料属性、制造过程、边界条件以及载荷等设计参数的不确定性会影响计算的精确性,应用ANSYS/PDS模... 笔者建立了某风电齿轮箱主轴收缩盘联接的轴对称参数化有限元模型,并结合主轴扭矩作用应用ANSYS非线性接触对该模型进行了强度分析。由于材料属性、制造过程、边界条件以及载荷等设计参数的不确定性会影响计算的精确性,应用ANSYS/PDS模块,根据失效模式确定整体功能函数并由此建立结构极限状态方程,采用蒙特卡罗超拉丁采样方法对收缩盘联接进行可靠性分析,得到整体联接的可靠度和失效率,并给出累积概率分布。研究结果表明:收缩盘传扭联接性能和结构件强度均满足设计要求,其联接的可靠度达到94.8%,达到了工程设计要求,对风电齿轮箱收缩盘联接的可靠性设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 风力齿轮箱 收缩盘 可靠性分析 蒙特卡罗方法 灵敏度

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风力发电机齿轮箱加速疲劳试验技术分析 被引量：18

2

作者 李国云 秦大同 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1252-1256,共5页

针对风力发电机齿轮箱的高可靠性要求,提出了一种加速疲劳试验技术方法来验证齿轮箱的疲劳可靠性。根据齿轮箱的设计载荷谱,推导了其主要零件在寿命周期内的等效载荷和应力循环次数;应用Miner线性累积疲劳损伤理论,计算了齿轮和轴承在... 针对风力发电机齿轮箱的高可靠性要求,提出了一种加速疲劳试验技术方法来验证齿轮箱的疲劳可靠性。根据齿轮箱的设计载荷谱,推导了其主要零件在寿命周期内的等效载荷和应力循环次数;应用Miner线性累积疲劳损伤理论,计算了齿轮和轴承在设计寿命周期内的疲劳损伤度;采用线性强化载荷谱的方法建立了风电齿轮箱加速疲劳试验载荷谱,结果在大约800 h左右就验证了齿轮箱的疲劳可靠性。 展开更多

关键词 风力发电齿轮箱 加速疲劳试验 齿轮 损伤度 可靠性

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1.5MW风力发电齿轮箱箱体的有限元分析 被引量：18

3

作者 李杰 王乐勤 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1438-1443,共6页

建立了一套针对该类箱体的有限单元计算方法,获得了在重力载荷、轴承载荷、内齿圈轮齿啮合载荷单独作用下,齿轮箱体的应力分布规律和位移变化情况。该方法充分考虑了外界支承,将轴承径向力等效成余弦分布压力,箱体变形与刚度通过提取轴... 建立了一套针对该类箱体的有限单元计算方法,获得了在重力载荷、轴承载荷、内齿圈轮齿啮合载荷单独作用下,齿轮箱体的应力分布规律和位移变化情况。该方法充分考虑了外界支承,将轴承径向力等效成余弦分布压力,箱体变形与刚度通过提取轴承座中截面位移曲线来观察。分析结果表明:重力引起的应力可以忽略;箱体支承设计应考虑内齿圈啮合引起的旋转效应;采用侧面支承的增速齿轮箱的输出侧轴承凸缘附近应采取局部补强措施,以抵抗弯曲变形;轴承载荷的大小和方向都对箱体的应力分布有重要影响。 展开更多

关键词 风力发电齿轮箱 有限元 箱体 应力 刚度

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灰狼算法优化支持向量机在风力机齿轮箱故障诊断中的应用 被引量：16

4

作者 胡璇 李春 叶柯华 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1026-1034,共9页

针对风力机齿轮箱振动信号非线性和非平稳性的特征,提出基于模糊熵(Fuzzy Entropy,FE)和灰狼算法优化(Grey Wolf Optimizer,GWO)的支持向量机(GWO Support Vector Machine,GWO-SVM)的故障诊断方法。通过集合经验模态分解算法(Ensemble E... 针对风力机齿轮箱振动信号非线性和非平稳性的特征,提出基于模糊熵(Fuzzy Entropy,FE)和灰狼算法优化(Grey Wolf Optimizer,GWO)的支持向量机(GWO Support Vector Machine,GWO-SVM)的故障诊断方法。通过集合经验模态分解算法(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)对振动信号进行分解得到若干本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量;求取各状态IMF分量的模糊熵并构建特征向量;将各特征向量输入GWO-SVM模型进行故障识别及分类。结果表明:齿轮箱振动信号不同状态下的模糊熵有一定区分度,通过GWO-SVM能对其进行精确识别和分类,且GWO-SVM相对于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)SVM模型和遗传算法(Genetic Algorithm,GA)优化SVM模型具有更短的运行时间和更高准确率,平均准确率高达92.5%。 展开更多

关键词 风力机齿轮箱 故障诊断 集合经验模态分解 灰狼算法优化 支持向量机 模糊熵

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基于振动分析的风力机齿轮箱故障诊断 被引量：9

5

作者 杨明莉 刘三明 +1 位作者 张卫 刘琦 《电机与控制应用》 北大核心 2015年第1期66-71,共6页

为实时、准确、简易地诊断出风力机齿轮箱故障类型,提高风力机的稳定性,提出一种面向多故障的基于多尺度小波分析和希尔伯特变换的实时齿轮箱故障诊断方法。利用故障发生前期微弱的故障征兆,首先用小波降噪技术滤除齿轮箱振动信号中的噪... 为实时、准确、简易地诊断出风力机齿轮箱故障类型,提高风力机的稳定性,提出一种面向多故障的基于多尺度小波分析和希尔伯特变换的实时齿轮箱故障诊断方法。利用故障发生前期微弱的故障征兆,首先用小波降噪技术滤除齿轮箱振动信号中的噪声,然后对信号进行多尺度小波分解,通过分析高频重构信号,来判断是否将要产生故障;如果确定故障将要发生,再对高频重构信号进行希尔伯特变换,通过分析能量包络谱相应的波形参数值来判定预测故障的类型。利用试验数据对该方法进行分析验证,证明了该算法的简单和有效性。 展开更多

关键词 风力机齿轮箱 多尺度 降噪 希尔伯特变换 故障诊断

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风力机齿轮箱振动信号分解方法研究 被引量：8

6

作者 胡璇 李春 叶柯华 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期323-329,共7页

基于风力机齿轮箱振动信号显著的非线性及非平稳性,分别采用集合经验模态分解(EEMD)、固有时间尺度分解(ITD)和经验小波变换(EWT)分解方法对齿轮箱振动信号进行处理,求取各分解方法分量信息熵并构成特征向量,然后作为支持向量机(SVM)模... 基于风力机齿轮箱振动信号显著的非线性及非平稳性,分别采用集合经验模态分解(EEMD)、固有时间尺度分解(ITD)和经验小波变换(EWT)分解方法对齿轮箱振动信号进行处理,求取各分解方法分量信息熵并构成特征向量,然后作为支持向量机(SVM)模型的输入进行故障识别及分类。结果表明:EWT能较好地提取振动信号中的冲击成分;ITD在3种分解方法中诊断准确率最高且最稳定,最利于风力机齿轮箱故障诊断。 展开更多

关键词 风力机齿轮箱 故障诊断 集合经验模态分解 经验小波变换 固有时间尺度分解

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改进灰狼算法优化支持向量机在风力机齿轮箱故障诊断中的应用 被引量：8

7

作者 胡璇 李春 +1 位作者 叶柯华 张万福 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1289-1296,共8页

针对灰狼算法易陷入局部最优和后期寻优能力不足等缺点,提出改进非线性控制因子以提高算法收敛精度及稳定性。采用美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory, NREL)"Gearbox Reliability Collaborative"... 针对灰狼算法易陷入局部最优和后期寻优能力不足等缺点,提出改进非线性控制因子以提高算法收敛精度及稳定性。采用美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory, NREL)"Gearbox Reliability Collaborative"项目测试采集的风力机齿轮箱振动信号为分析对象,经集合经验模态分解后,计算各本征模态函数分量的模糊熵并构建高维特征向量,后利用等距映射进行降维。利用改进灰狼算法优化支持向量机,对降维后齿轮箱故障特征集进行诊断。结果表明:改进灰狼优化算法相较于灰狼算法、粒子群算法和遗传算法可有效避免陷入局部最优并提高支持向量机诊断精度及稳定度,在不同测试样本下其准确率均最高,平均准确率达93.17%。 展开更多

关键词 风力机齿轮箱 故障诊断 改进灰狼算法优化 等距映射 支持向量机

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改进经验小波变换在风力机齿轮箱故障诊断中的应用 被引量：7

8

作者 胡璇 李春 叶柯华 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期294-301,共8页

针对强噪声背景下风力机齿轮箱轴承的轻微故障特征易被淹没且提取困难等问题,提出滑移窗口提取子带的连续平均谱负熵(Continuous Average Spectral Negentropy,CASN)对经验小波变换(Empirical Wavelet Transform,EWT)进行改进。首先利用... 针对强噪声背景下风力机齿轮箱轴承的轻微故障特征易被淹没且提取困难等问题,提出滑移窗口提取子带的连续平均谱负熵(Continuous Average Spectral Negentropy,CASN)对经验小波变换(Empirical Wavelet Transform,EWT)进行改进。首先利用CASN-EWT方法分解风力机齿轮箱轴承故障信号,后利用谱负熵准则对所得分量进行筛选并重构,再开展包络分析,准确提取出故障特征,最后构成特征向量集输入支持向量机进行故障诊断。结果表明:CASN-EWT方法在保留EWT算法自适应性和有效避免模态混叠效应与端点效应的同时,极大提高EWT分解算法对噪声的鲁棒性,有利于准确提取故障特征频率,实现故障识别精度的提高。 展开更多

关键词 风力机齿轮箱 故障诊断 滑移窗口 连续平均谱负熵 改进经验小波变换 谱负熵准则

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基于连续平均谱负熵改进经验小波变换的风力机齿轮箱故障诊断 被引量：6

9

作者 胡璇 李春 叶柯华 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期164-172,共9页

针对经验小波变换(Empirical Wavelet Transform,EWT)对强噪声环境下风力机齿轮箱轴承轻微故障特征提取不足的问题,利用滑移窗口提取子带的连续平均谱负熵(Continuous Average Spectral Negentropy,CASN)对EWT算法进行改进。通过CASN-EW... 针对经验小波变换(Empirical Wavelet Transform,EWT)对强噪声环境下风力机齿轮箱轴承轻微故障特征提取不足的问题,利用滑移窗口提取子带的连续平均谱负熵(Continuous Average Spectral Negentropy,CASN)对EWT算法进行改进。通过CASN-EWT方法分解风力机齿轮箱轴承故障信号,采用峭度准则对所得分量进行筛选并重构,再开展包络分析,准确提取出故障特征。结果表明:CASN-EWT方法在保留EWT算法自适应性和有效避免模态混叠效应与端点效应优点的同时,能够极大提高EWT分解算法对噪声影响的鲁棒性,有利于准确提取故障特征频率,实现故障精确识别。 展开更多

关键词 风力机齿轮箱 故障诊断 滑移窗口 连续平均谱负熵 改进经验小波变换

原文传递

基于优化经验小波变换与改进支持向量机的齿轮箱故障检测策略 被引量：2

10

作者 孙康 金江涛 +1 位作者 李春 许子非 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期186-196,共11页

针对强噪声背景下风力机齿轮箱振动信号易被掩盖、难以提取的难题,基于频域谱负熵(Frequency-domain Spectral Negentropy,FSN)改进经验小波变换(Empirical Wavelet Transform,EWT)提出优化经验小波变换方法(Improved Empirical Wavelet... 针对强噪声背景下风力机齿轮箱振动信号易被掩盖、难以提取的难题,基于频域谱负熵(Frequency-domain Spectral Negentropy,FSN)改进经验小波变换(Empirical Wavelet Transform,EWT)提出优化经验小波变换方法(Improved Empirical Wavelet Transform,IEWT),并采用改进灰狼算法(Improved Grey Wolf Optimization,IGWO)优化支持向量机(Support Vector Machine,SVM)惩罚系数α及核参数σ。基于NREL GRC风力机齿轮箱数据验证所提方法的有效性。结果表明:IEWT-IGWO-SVM可有效提取故障信息并进行故障识别,分类准确率高达99.66%。 展开更多

关键词 经验小波变换 频域谱负熵 灰狼算法 支持向量机 风力机齿轮箱

原文传递

风电齿轮箱行星轮系参数优化设计 被引量：2

11

作者 金伟 洪荣晶 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第1期129-131,134,共4页

以2.5MW风力发电机组第一级行星轮系传动系统为对象,使用KISSsoft软件对齿轮设计参数进行优化研究,旨在提高产品可靠性和使用寿命。构建了以最小齿根弯曲疲劳强度安全系数、最小齿面接触疲劳强度安全系数和中心距为约束条件,以滑动率和... 以2.5MW风力发电机组第一级行星轮系传动系统为对象,使用KISSsoft软件对齿轮设计参数进行优化研究,旨在提高产品可靠性和使用寿命。构建了以最小齿根弯曲疲劳强度安全系数、最小齿面接触疲劳强度安全系数和中心距为约束条件,以滑动率和闪温为目标函数的数学模型。对比优化前后的数据,发现行星轮系在整体体积微调的情况下,力学强度得到了改善,具有了更好的承载能力。滑动率及闪温曲线明显改善,提高了齿轮副啮合时的抗点蚀及抗胶合性能。 展开更多

关键词 风力发电齿轮箱 行星轮系 滑动率 参数优化

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振动分析和内窥镜检测在风力发电机组齿轮箱故障诊断中的配合应用 被引量：2

12

作者 索红光 唐伟 《企业技术开发（下旬刊）》 2015年第6期47-48,共2页

组合利用离线式振动分析设备和工业视频内窥镜,对一台出现齿面裂纹的风力发电机组齿轮箱进行振动数据采集和分析,对完善风电机组齿轮箱故障数据,积累故障诊断经验有较大的现实意义。

关键词 风力发电齿轮箱 故障诊断 振动分析 内窥镜检测

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风力发电机齿轮箱测试内齿圈异响分析 被引量：1

13

作者 吕树杰 吴金强 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2015年第2期136-138,共3页

对齿轮箱做振动测试和分析,找到齿轮箱异响呈现的特性,为齿轮箱故障诊断提供依据。

关键词 振动与波 风力机齿轮箱 振动分析 故障诊断

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风力机齿轮箱布局的多目标可靠性优化设计 被引量：1

14

作者 罗万兴 潘柏松 郑立君 《机电工程》 CAS 2012年第7期777-780,789,共5页

针对风力机齿轮箱布局设计中存在的问题,采用多目标可靠性优化设计方法,以风力机齿轮箱的箱体体积和齿轮体积最小化为设计目标,建立了风力机齿轮箱布局的多目标可靠性优化设计模型,分析比较了3种常见传动方案对风力机齿轮箱布局的影响,... 针对风力机齿轮箱布局设计中存在的问题,采用多目标可靠性优化设计方法,以风力机齿轮箱的箱体体积和齿轮体积最小化为设计目标,建立了风力机齿轮箱布局的多目标可靠性优化设计模型,分析比较了3种常见传动方案对风力机齿轮箱布局的影响,以某型号1.5 MW风力机齿轮箱为例进行了优化分析。研究结果表明,采用该设计方法得到的齿轮箱箱体体积和齿轮体积加权和值比以齿轮体积为目标的单目标设计方法更低。同时,分析结果表明,提高输入转速可大大降低齿轮箱成本。 展开更多

关键词 风力机齿轮箱 布局设计 多目标优化 可靠性

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独立变桨控制下的风力机齿轮箱动力学仿真分析

15

作者 金鑫 甘洋 +3 位作者 杨显刚 任海军 唐帅 巨文斌 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期218-225,共8页

针对大型风电机组齿轮箱动态载荷问题,以多体动力学理论为基础建立风力机齿轮箱动力学模型,研究系统的独立变桨控制技术,提出线性二次高斯控制（LQG）独立变桨控制策略,建立LQG控制器,利用SIMPACK软件与Matlab/Simulink进行联合仿真,计... 针对大型风电机组齿轮箱动态载荷问题,以多体动力学理论为基础建立风力机齿轮箱动力学模型,研究系统的独立变桨控制技术,提出线性二次高斯控制（LQG）独立变桨控制策略,建立LQG控制器,利用SIMPACK软件与Matlab/Simulink进行联合仿真,计算在仿真风速下的风力机齿轮箱载荷变化情况,计算并比较在不同风速、不同控制方式下风力机齿轮箱齿轮和轴承所受的动态载荷。计算结果表明,相对于统一变桨,独立变桨控制能更好地降低齿轮箱内部载荷波动,从而降低风力机齿轮箱齿轮和轴承的疲劳载荷。 展开更多

关键词 多体动力学 联合仿真 独立变桨 风力机齿轮箱

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风力发电齿轮箱运维现状以及发展趋势

16

作者 吴伟强 《海峡科技与产业》 2018年第9期33-34,共2页

风力发电齿轮箱作为风力发电机的关键部位,一旦失效,除了本身的维修费用外,还会引起风力发电机的停机损失。通过研究目前风力发电齿轮箱的运维现状,提出风力发电齿轮箱的运维发展趋势,以提高风力发电齿轮箱的运行可靠性。

关键词 风力发电齿轮箱 运维现状 发展趋势

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风力发电齿轮箱机械设计存在的问题及应对策略探析

17

作者 姜中殿 《电子乐园》 2019年第13期192-193,共2页

随着我国经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,我国对于能源的利用逐渐呈快速增长的态势,能源需求关系越来越紧张, 一些不可再生能源的消耗变大,对环境造成了较为严重的负担,所以,如何提高能源使用效率,降低能源消耗已经成为目前我... 随着我国经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,我国对于能源的利用逐渐呈快速增长的态势,能源需求关系越来越紧张, 一些不可再生能源的消耗变大,对环境造成了较为严重的负担,所以,如何提高能源使用效率,降低能源消耗已经成为目前我国需要重要 考虑的问题,风力资源是一种可再生能源,具有环保,利用效率高等特点。风力资源的使用和开发是我国未来能源应用领域的主要发展方 向。本文主要介绍了风力发电相关研究,阐述风力发电齿轮箱设计问题,提出风力发电齿轮箱设计的相关措施。 展开更多

关键词 风力发电齿轮箱 齿轮设计 能源使用

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BP神经网络隐层单元数确定方法 被引量：50

18

作者 焦斌 叶明星 《上海电机学院学报》 2013年第3期113-116,124,共5页

BP神经网络是故障诊断领域运用最为广泛的一种方法。针对BP神经网络隐含层单元数难以确定的问题,对现有以经验公式确定隐层单元数的方法进行对比分析,提出一种在经验公式基础上改进的方法,并通过风力发电机齿轮箱故障诊断实例验证。结... BP神经网络是故障诊断领域运用最为广泛的一种方法。针对BP神经网络隐含层单元数难以确定的问题,对现有以经验公式确定隐层单元数的方法进行对比分析,提出一种在经验公式基础上改进的方法,并通过风力发电机齿轮箱故障诊断实例验证。结果表明,该方法能有效地加快寻找最优隐层单元数的速度。 展开更多

关键词 BP神经网络 隐层单元数 风力发电机齿轮箱 故障诊断 MATLAB

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基于小波域平稳子空间分析的风力发电机齿轮箱故障诊断 被引量：30

19

作者 严如强 钱宇宁 +1 位作者 胡世杰 高晓旸 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期9-16,共8页

风力发电机齿轮箱故障信号为非平稳瞬态微弱信号,容易被齿轮啮合信号及其他噪声淹没。提出一种融合连续小波变换(Continuous wavdot transform,CWT)和平稳子空间分析(Startionary subspace analysis,SSA)的信号分解方法并应用于风力发... 风力发电机齿轮箱故障信号为非平稳瞬态微弱信号,容易被齿轮啮合信号及其他噪声淹没。提出一种融合连续小波变换(Continuous wavdot transform,CWT)和平稳子空间分析(Startionary subspace analysis,SSA)的信号分解方法并应用于风力发电机齿轮箱故障诊断中。平稳子空间分析作为一种盲源分离技术可将高维数据分解成平稳源部分和非平稳源部分,对待分析信号各分量间的独立性没有要求且不需要任何先验信息。连续小波变换则可利用其所具有的多尺度分析特性把一维时间序列转换为不同尺度下的多维时间序列。对观测得到的一维时间序列数据进行连续小波变换得到多维时间序列作为平稳子空间分析的输入,利用平稳子空间分析方法将该多维时间序列分解为平稳源信号分量和非平稳源信号分量,对非平稳源信号进行包络谱分析得到齿轮箱故障的特征频率。该小波域平稳子空间分析方法被应用于一个实际风力发电机齿轮箱振动信号的分析,试验结果表明该方法可有效地诊断出齿轮箱中的轴承故障。 展开更多

关键词 风力发电机齿轮箱 故障诊断 连续小波变换 平稳子空间分析

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循环自相关函数在风电齿轮箱试验台振动测试中的应用 被引量：8

20

作者 韩振南 王志坚 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第10期71-73,共3页

针对某集团公司风力发电增速箱试验台工作时的噪声来源进行分析。通过对比各故障诊断方法选用循环自相关函数对噪声进行诊断,运用采集到的数据分析得出风电齿轮箱的噪声来源于高速轴的刚度不足,从而引发周期性振动,导致高速轴和部分轴... 针对某集团公司风力发电增速箱试验台工作时的噪声来源进行分析。通过对比各故障诊断方法选用循环自相关函数对噪声进行诊断,运用采集到的数据分析得出风电齿轮箱的噪声来源于高速轴的刚度不足,从而引发周期性振动,导致高速轴和部分轴承以及齿轮啮合时产生不同程度的冲击振动,最后证明此试验台的不合理性,给出可行性方案。通过分析表明该方法在风电增速箱这样的多调制源、多故障特征频率的故障诊断领域有良好的实用性。 展开更多

关键词 风力发电机齿轮箱 振动 故障诊断 循环自相关函数

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