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摘要
齿轮裂纹故障是机电传动系统的高发故障，及时发现裂纹故障对保证机电传动系统正常工作意义重大。提出了一种基于三相交流异步电机定子电流信号的齿轮裂纹故障非侵入式诊断方法。首先，建立电机-齿轮-负载机电耦合模型，利用势能法计算不同裂纹深度和角度下齿轮变啮合刚度；然后，利用Runge-Kutta法对机电耦合模型进行数值求解，分析时变啮合刚度影响下电机电流动态响应。通过对比健康齿轮和裂纹故障齿轮的定子电流频谱，揭示齿轮裂纹故障对应的电流频谱特征，建立基于电机电流信号分析的传动系统齿轮裂纹故障诊断判据。对存在裂纹故障的齿轮进行电机拖动实验，齿轮裂纹故障影响下的电机电流信号与数值求解结果一致。所提出的基于电机电流信号的齿轮裂纹故障非侵入式诊断方法对于降低传动系统维护成本具有较高价值。
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