为开展基于动态响应的齿轮箱状态评价,通过自行搭建斜齿轮箱测试平台,对斜齿轮箱开展了多物理量(包括转速、传动误差、轴心轨迹、振动加速度、声压和转矩)的测试与分析。通过调节齿轮箱的运行状态(转速和负载),揭示了齿轮箱各部件之间的配合状态以及不同物理量之间的关联性。结果表明,齿轮箱运转时,输入轴与电机轴存在不对中,输出轴存在动不平衡;传递误差峰峰值与转速呈正相关,且在不同转速下与加速度的均方根值、输出轴轴心跳动水平分量的峰峰值呈显著相关趋势。

为了克服传统编码器测速方案安装不便、成本高等问题,对基于振动加速度的旋转机械瞬时转速估计方法进行了综述。主要总结了当前6种主流的瞬时转速估计算法的基本原理,并通过工业齿轮箱不同工况下的转速测试,对这6种测速方法进行比较评价,分析了它们的优缺点和适用范围。结果表明,振动加速度信号间接蕴含了齿轮箱的转速信息,能够用来较为准确地估计齿轮箱的瞬时转速,这对于服役工况下齿轮箱的状态监测与控制具有重要意义。