齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學與故障辨識 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王靖嶽 著

圖書標籤:

• 齒輪傳動
• 非綫性動力學
• 隨機動力學
• 故障診斷
• 故障辨識
• 振動分析
• 狀態監測
• 機械工程
• 可靠性
• 動力學模型

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030558770

版次：31

商品編碼：12275843

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-01-01

頁數：192

字數：242000

正文語種：中文

內容簡介

《齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學與故障辨識》針對具有非光滑性、非綫性、隨機性和時滯性的齒輪傳動係統，就隨機擾動下齒輪傳動係統的非綫性動力學模型、分岔與混沌振動、係統參數閤理匹配、混沌振動控製、故障振動信號辨識等問題進行瞭探究。相關成果可為齒輪傳動係統的設計、製造、故障診斷技術提供參考。

目錄

目錄
前言
第1章 齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學模型 1
1.1 齒輪傳動係統所受激勵的類型 3
1.1.1 內部激勵 3
1.1.2 外部激勵 3
1.1.3 隨機擾動激勵 5
1.2 齒輪嚙閤的時變剛度 6
1.2.1 方波形式的剛度 7
1.2.2 有限元迴歸法得齣的剛度 7
1.2.3 有限次諧波形式的剛度 8
1.3 非綫性齒側間隙 8
1.3.1 齒側間隙的概念 8
1.3.2 齒側間隙的影響因素 9
1.4 齒輪傳動誤差 10
1.4.1 齒輪傳動誤差的概念 10
1.4.2 齒輪傳動誤差的分類 10
1.5 齒麵摩擦與磨損 11
1.5.1 齒麵摩擦 11
1.5.2 齒麵磨損 12
1.6 齒輪傳動係統非綫性隨機模型與方程 12
1.6.1 單自由度齒輪傳動係統非綫性隨機模型與運動微分方程 12
1.6.2 多自由度齒輪傳動係統非綫性隨機模型與運動微分方程 14
1.7 本章小結 18
第2章 齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學分析 19
2.1 方程的求解方法及其有效性 19
2.1.1 方程的求解方法 19
2.1.2 方法的有效性 20
2.2 非綫性係統解的形式 23
2.2.1 周期運動及其穩定性 23
2.2.2 擬（準、概）周期運動 25
2.2.3 周期運動的分岔 25
2.2.4 混沌振動及産生路徑 25
2.3 非綫性係統解的分析方法和數值分析 27
2.3.1 分析方法 27
2.3.2 數值分析 29
2.4 本章小結 39
第3章 隨機擾動對齒輪傳動係統動力學的影響分析 40
3.1 內部參數激勵隨機擾動對係統特性的影響 40
3.1.1 嚙閤頻率的隨機擾動對係統特性的影響 40
3.1.2 齒側間隙的隨機擾動對係統特性的影響 49
3.1.3 阻尼比的隨機擾動對係統特性的影響 57
3.1.4 嚙閤剛度的隨機擾動對係統特性的影響 65
3.2 外部激勵隨機擾動對係統運動特性的影響 72
3.2.1 外部激勵的隨機擾動 72
3.2.2 輸入力矩引起的隨機擾動對係統運動特性的影響 72
3.3 本章小結 80
第4章 齒輪傳動係統的參數閤理匹配分析 81
4.1 係統參數對運動特性的影響 81
4.1.1 載荷比對係統運動特性的影響 81
4.1.2 齒頻比對係統運動特性的影響 83
4.1.3 阻尼比對係統運動特性的影響 85
4.1.4 齒側間隙對係統運動特性的影響 96
4.1.5 嚙閤剛度對係統運動特性的影響 99
4.2 係統參數的閤理匹配分析 111
4.2.1 參數閤理匹配的分析方法及選取原則 111
4.2.2 實例分析 111
4.3 本章小結 113
第5章 齒輪傳動係統混沌振動的控製 114
5.1 反饋法控製 115
5.1.1 綫性控製法 115
5.1.2 非綫性控製法 125
5.2 非反饋法控製 137
5.2.1 外加周期信號法 141
5.2.2 外加恒定載荷法 143
5.2.3 位相法 145
5.3 本章小結 148
第6章 齒輪傳動係統的故障辨識 149
6.1 基於Symlets A小波族形態去噪和頻率切片小波變換的磨損故障檢測方法 156
6.1.1 基本原理 156
6.1.2 含齒麵磨損故障的係統運動微分方程 159
6.1.3 仿真分析 160
6.2 基於自相關形態濾波和EMD的軸承故障檢測方法 163
6.2.1 基本原理 163
6.2.2 實例驗證 164
6.2.3 對比分析 169
6.3 本章小結 170
參考文獻 171

《齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學與故障辨識》 概述： 本書深入探討瞭齒輪傳動係統中普遍存在的非綫性隨機動力學行為，並在此基礎上，係統地介紹瞭先進的故障辨識技術。齒輪傳動作為現代機械製造中最核心、最廣泛的應用之一，其可靠性和穩定性直接關係到整個機械係統的性能。然而，在實際運行過程中，齒輪傳動係統不可避免地會受到各種激勵源的影響，如製造誤差、安裝不對中、載荷變化、潤滑不良以及環境振動等，這些因素共同作用，導緻係統呈現齣復雜的非綫性隨機動力學特性。理解並掌握這些特性，是實現齒輪傳動係統安全、高效運行的關鍵。 本書旨在為讀者提供一個全麵且深入的視角，來理解齒輪傳動係統在復雜工況下的行為規律，並在此基礎上，掌握一係列行之有效的故障辨識方法。通過對非綫性隨機動力學的深刻理解，我們可以更精準地模擬和預測係統的動態響應，從而為故障的早期檢測和診斷奠定理論基礎。 內容亮點： 本書內容涵蓋瞭齒輪傳動係統動力學研究的多個重要方麵，具體包括： 齒輪傳動係統的建模與分析： 基礎動力學模型： 詳細介紹瞭齒輪傳動係統的基本結構和傳動原理，並在此基礎上構建不同復雜度的動力學模型，包括考慮齒輪嚙閤剛度變化、齒廓誤差、齒側間隙、軸承柔性、基座振動等因素的模型。 非綫性因素的引入： 重點分析瞭齒廓誤差、齒側間隙、接觸非綫性和阻尼非綫性等對係統動力學行為的影響，闡述瞭這些非綫性因素如何導緻係統産生豐富的非綫性現象，如倍周期分岔、混沌行為、超穩態等。 隨機激勵的建模： 針對實際運行中普遍存在的隨機載荷、隨機激勵源等，介紹瞭如何利用隨機過程理論對這些激勵進行建模，例如白噪聲、有色噪聲等，並分析其在係統中的傳遞和放大效應。 非綫性隨機動力學分析方法： 介紹瞭多種先進的分析工具和技術，用於求解和分析非綫性隨機動力學係統，如林納改進多尺度法、奇異攝動法、概率密度演化法、隨機平均法、濛特卡洛模擬等，並展示瞭如何利用這些方法來揭示係統在隨機激勵下的復雜動態響應。 齒輪傳動係統的故障辨識技術： 故障類型與特徵分析： 係統梳理瞭齒輪傳動係統中常見的故障類型，如齒根斷裂、齒麵磨損、裂紋、點蝕、軸承損壞、不對中等，並深入分析瞭不同故障模式對係統動力學響應産生的獨特影響。 基於信號處理的故障診斷： 詳細介紹瞭多種信號處理技術在齒輪故障診斷中的應用，包括時域分析（如均方根值、峭度、峰度等）、頻域分析（如FFT、倒頻譜、小波變換、希爾伯特黃變換等），以及時頻分析技術，如何通過分析振動信號、轉速信號等來識彆故障特徵。 模型驅動的故障辨識： 闡述瞭如何利用齒輪傳動係統的動力學模型，結閤觀測到的係統輸齣數據，采用狀態估計、參數辨識等方法來診斷和定位故障。包括卡爾曼濾波及其變種、粒子濾波、滑窗最小二乘法等。 數據驅動與機器學習的故障辨識： 介紹瞭近年來在故障診斷領域日益受到重視的機器學習方法，如支持嚮量機（SVM）、人工神經網絡（ANN）、深度學習（如CNN、RNN）等，如何通過訓練大量數據來識彆故障模式，並構建高魯棒性的故障診斷係統。 融閤診斷方法： 探討瞭如何將模型驅動和數據驅動的方法相結閤，利用各自的優勢，構建更強大、更可靠的融閤診斷體係，提高故障辨識的準確性和提前量。 非綫性隨機動力學在故障辨識中的應用： 強調瞭對係統非綫性隨機動力學特性的理解，如何幫助我們設計更靈敏、更具區分度的故障特徵，以及如何針對性的設計故障辨識算法，以應對實際運行中的不確定性和復雜性。例如，利用非綫性動力學中的敏感區域來放大故障信號，或者利用隨機動力學來量化不確定性並提高診斷的可信度。 本書特色： 理論與實踐相結閤： 本書在強調理論深度的同時，也注重實際應用，通過大量的算例分析和仿真結果展示，幫助讀者將理論知識轉化為實際的工程應用能力。 內容體係完整： 從基礎的動力學建模，到復雜的非綫性隨機分析，再到先進的故障辨識技術，本書構建瞭一個完整的研究體係，層層遞進，邏輯清晰。 緊跟前沿： 引入瞭最新的研究成果和技術方法，尤其是在數據驅動與機器學習在故障診斷中的應用方麵，為讀者提供瞭最新的技術視野。 深度與廣度兼備： 既深入剖析瞭齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學機理，又廣泛介紹瞭多種故障辨識的策略和技術。 讀者對象： 本書適閤於從事齒輪傳動設計、製造、維護、狀態監測以及相關領域研究的工程師、技術人員，以及相關專業的碩士、博士研究生和高等院校相關專業的教師。對於希望深入理解齒輪傳動係統復雜行為並掌握先進故障診斷技術的讀者而言，本書將是一本寶貴的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

我是一位正在攻讀機械工程碩士學位的學生，在撰寫畢業論文的過程中，我遇到瞭關於齒輪係統動力學行為分析的難題。我的研究方嚮涉及到瞭高精度減速器的設計與優化，而齒輪作為減速器的核心，其非綫性隨機動力學行為是影響減速器性能和可靠性的關鍵因素。在我搜尋相關文獻資料時，我非常有幸發現瞭《齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學與故障辨識》這本書。這本書的內容，恰恰是我研究中最迫切需要解決的問題。作者在書中係統地闡述瞭齒輪傳動係統中的非綫性特性，例如齒廓誤差、嚙閤間隙、彈性接觸等，以及這些非綫性因素如何與隨機擾動相互作用，從而導緻復雜的動力學響應。更令我欣喜的是，書中詳細介紹瞭如何利用這些理論知識來開發有效的故障辨識方法。我尤其關注書中關於如何從復雜的振動信號中提取齣預示齒輪故障（如磨損、點蝕、裂紋等）的特徵信息，並利用機器學習或統計模型進行分類和診斷的章節。這對於我設計減速器的故障監測係統，以及提高其在實際應用中的可靠性，提供瞭非常明確的研究思路和技術指導。這本書無疑是我在學術道路上的一位重要引路人，為我的論文研究提供瞭堅實的理論支撐和創新的研究方法。

評分☆☆☆☆☆

作為一名從事工業設備維護與檢修多年的技術工人，我深刻體會到機器設備“健康”的重要性，尤其是一些關鍵的傳動部件，一旦齣現問題，輕則影響生産效率，重則可能造成重大經濟損失和安全事故。齒輪傳動係統就是我日常工作中經常接觸到的核心部件。一直以來，我們主要依靠經驗和一些基本的檢測手段來判斷齒輪的狀況，但隨著設備越來越精密，這種方法越來越力不從心。《齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學與故障辨識》這本書，為我提供瞭一個全新的、更科學的視角來理解齒輪的運行狀態。書中關於非綫性動力學和隨機性的概念，讓我明白瞭為什麼即使是看起來很小的製造誤差或者運行條件的變化，也可能導緻齒輪係統産生我們難以預測的行為。而書中關於故障辨識的內容，則讓我看到瞭如何利用更先進的分析技術，通過監測設備運行中的一些細微跡象，來提前預警潛在的故障。這對於我們一綫維修人員來說，無疑是寶貴的知識財富，可以幫助我們更早、更準確地發現問題，采取有效的措施，從而避免設備“帶病運行”。雖然書中的理論性比較強，我可能需要結閤實際操作來慢慢消化，但我相信這本書能夠極大地提升我在這方麵的認識和技能。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在航空發動機領域工作的技術專傢，我深知齒輪傳動係統在其中扮演的關鍵角色，以及其在極端工況下對動力學行為的嚴苛要求。航空發動機的齒輪需要在極高的轉速、巨大的載荷以及復雜的溫度變化下穩定運行，任何細微的異常都可能導緻災難性的後果。因此，對齒輪傳動係統非綫性隨機動力學的深入理解，以及有效的故障辨識技術，對於保障飛行安全至關重要。《齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學與故障辨識》這本書，恰恰觸及瞭這一核心領域。書中對齒輪嚙閤過程中存在的各種非綫性效應（如彈性變形、側隙、齒麵接觸非綫性等）以及隨機擾動（如氣流引起的振動、燃油噴射的不穩定性等）的細緻建模和分析，為我們理解這些復雜係統提供瞭堅實的理論基礎。更重要的是，書中提齣的故障辨識方法，能夠幫助我們提前發現潛在的故障，從而進行預防性維護，避免非預期的停機和重大事故的發生。我特彆期待書中能夠探討如何在嚴苛的航空發動機環境中，采集和處理高精度的數據，並利用先進的算法從中提取齣預示故障的微弱信號。這本書的齣版，為我們這一領域的工程師提供瞭一份不可多得的參考資料，有助於我們不斷提升航空發動機的可靠性和安全性。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對現代工程技術抱有濃厚興趣的業餘愛好者，最近偶然翻閱瞭《齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學與故障辨識》這本書。雖然我沒有專業的背景，但這本書的標題本身就激起瞭我的好奇心。我一直對機械的運動和運轉規律著迷，而齒輪作為最基礎也是最普遍的機械傳動元件，其背後的學問遠比我想象的要深奧。這本書讓我瞭解到，原來齒輪在實際運轉中並不是那麼“乖巧”，它會受到各種意想不到的“乾擾”，導緻它的運動變得不那麼“規矩”，這就是所謂的“非綫性”和“隨機性”。書中詳細地講解瞭這些“不規矩”的運動是如何産生的，以及如何用復雜的數學工具來描述它們。更讓我感到驚奇的是，這些復雜的理論竟然能夠被用來“診斷”齒輪的“健康狀況”，也就是說，通過分析齒輪的“不規矩”運動，就可以提前知道它是不是“生病”瞭。這讓我聯想到很多我們日常生活中遇到的問題，比如機器的奇怪噪音，或者性能的突然下降，可能都與這種復雜的動力學行為有關。雖然書中的一些數學公式讓我望而卻步，但作者通過大量的圖錶和案例，力圖讓讀者理解這些深奧的原理。這本書為我打開瞭一扇瞭解現代工程技術新視角的窗戶，讓我看到瞭科學研究是如何深入到我們身邊的機械世界，並解決實際問題的。

評分☆☆☆☆☆

作為一名機械設計領域的初學者，我懷著極大的好奇心翻開瞭《齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學與故障辨識》。這本書所涵蓋的內容，可以說完全超齣瞭我此前的認知範疇。在學校的學習中，我們更多接觸的是理想化的模型和綫性的分析方法，而這本書則一下子將我帶入瞭更為真實、更為復雜的世界。齒輪作為最基礎的傳動元件，我一直以為其原理相對簡單，但這本書讓我意識到，在實際運行中，它所呈現齣的動力學行為遠比想象中要復雜得多。非綫性、隨機性，這兩個詞匯聽起來就充滿瞭挑戰，而作者卻能將它們娓娓道來，並且與齒輪係統緊密結閤，著實令人欽佩。書中對於如何建立描述這些復雜行為的數學模型，以及如何利用這些模型進行故障的早期識彆，給齣瞭非常係統和深入的講解。雖然有些公式和理論我可能還需要花時間去消化，但整體的邏輯框架和研究思路非常清晰，這讓我能夠循序漸進地理解這些前沿的知識。通過閱讀這本書，我開始意識到，僅僅掌握基本的機械原理是遠遠不夠的，在現代工程領域，尤其是在對可靠性和效率要求極高的設備中，對動力學行為的深入理解是不可或缺的。這本書為我打開瞭一扇通往高級工程分析的大門，讓我看到瞭未來學習和研究的方嚮，也激發瞭我對機械動力學和故障診斷領域産生濃厚的興趣，這對於我的職業發展無疑是極具價值的。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期關注機械係統故障診斷技術發展的科技記者，我一直緻力於發掘那些能夠推動行業進步、解決實際工程難題的前沿技術和學術成果。《齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學與故障辨識》這本書，無疑是我近期接觸到的一個極具價值的研究成果。在現代工業領域，隨著設備運行速度的提高和復雜度的增加，傳統的基於綫性模型的故障診斷方法已經越來越難以滿足需求。齒輪傳動係統作為機械設備中的基礎且關鍵的組成部分，其非綫性隨機動力學行為的復雜性，一直是故障診斷領域的一個難題。這本書的作者，深入研究瞭這一挑戰，並提齣瞭一套係統性的理論框架和實用的技術方法。我特彆欣賞作者在書中對非綫性隨機動力學模型的構建，以及如何將這些模型與實際的故障特徵聯係起來的分析。這不僅是對理論研究的深入探索，更是對工程實踐的直接貢獻。書中可能詳細介紹瞭如何利用先進的信號處理和模式識彆技術，從看似雜亂的運行數據中提取齣預示齒輪係統健康狀況的關鍵信息，從而實現早期故障的準確辨識。這本書的齣版，為齒輪傳動係統的健康監測、預測性維護以及提高設備可靠性領域的研究人員、工程師以及相關從業者，提供瞭一份不可多得的參考寶典，必將對行業的發展産生積極的推動作用。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對機械故障診斷領域充滿熱情的研究生，近期有幸接觸到瞭《齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學與故障辨識》。這本書所探討的主題，正是我在論文研究中亟需深入理解的關鍵。齒輪傳動係統，作為機械設備中最常見也是最核心的部件之一，其故障往往會導緻災難性的後果，因此，高效、準確的故障辨識技術顯得尤為重要。而現實中的齒輪係統，幾乎無法避免地會受到各種非綫性因素的影響，例如齒廓誤差、嚙閤間隙、彈性變形以及潤滑油膜的非綫性特性等。同時，環境的振動、載荷的隨機波動以及材料本身的隨機性，都使得係統的動力學行為呈現齣顯著的隨機性。這本書正是緻力於解決這些復雜問題，它不僅從理論層麵深入剖析瞭非綫性隨機動力學模型，更重要的是，它將這些理論與實際的故障辨識緊密結閤起來，提供瞭一套完整的分析和解決問題的框架。我尤其欣賞書中對不同類型故障（如齒麵磨損、斷齒、裂紋等）在非綫性隨機動力學模型下的特徵錶現的詳細分析，這為我設計故障診斷算法提供瞭寶貴的參考。此外，書中對於數據驅動的故障辨識方法，以及如何結閤模型與數據進行混閤診斷的探討，也為我的研究提供瞭新的思路和方嚮。這本書的齣版，無疑為齒輪傳動係統的健康監測和可靠性工程領域的研究人員和工程師提供瞭一份極具價值的學術參考。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在汽車工程行業工作的資深工程師，主要負責車輛動力總成係統的可靠性分析和性能優化。齒輪傳動係統在汽車中扮演著至關重要的角色，其平穩、高效的運行直接關係到車輛的整體性能和用戶體驗。然而，在實際的運行過程中，齒輪係統會麵臨各種復雜工況和潛在的故障，例如由於材料疲勞、製造誤差、潤滑不良等原因引起的磨損、裂紋、啃傷等。這些故障往往會引發係統動力學行為的改變，尤其是非綫性和隨機性的凸顯，這是傳統的簡單模型難以捕捉和診斷的。因此，《齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學與故障辨識》這本書的齣現，對我來說簡直是一場及時雨。書中對齒輪係統非綫性隨機動力學模型的詳細闡述，以及基於這些模型提齣的故障辨識方法，與我日常工作中遇到的實際問題高度契閤。我尤其關注書中在如何利用振動信號、聲信號等易於采集的數據，結閤先進的數學和統計方法，來辨識不同類型的齒輪故障，這對於開發更精準、更及時的故障預警係統具有極其重要的意義。這本書為我提供瞭一個全新的技術視角，讓我能夠更深入地理解齒輪係統的運行機理，並為優化設計和提升可靠性提供更科學的依據。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的研究工程師，我最近有幸拜讀瞭《齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學與故障辨識》這本書，盡管我並非此領域的直接專傢，但其深度和廣度無疑給我留下瞭深刻的印象。在日常工作中，我經常需要處理各種機械係統的振動分析與故障診斷問題，而齒輪傳動作為許多關鍵設備的心髒，其動力學行為的復雜性一直是我關注的焦點。這本書的標題本身就極具吸引力，它精準地抓住瞭現代機械動力學研究中最具挑戰性的兩個方麵：非綫性和隨機性。在我看來，傳統的綫性模型在描述真實世界的復雜現象時常常顯得力不從心，尤其是在高載荷、高速運轉或存在製造缺陷的工況下，齒輪係統的非綫性行為會變得尤為突齣，例如齒輪嚙閤時的衝擊、間隙以及材料的非綫性彈性。而隨機性則更是無處不在，來自製造公差、潤لما工油的波動、環境振動乃至材料疲勞等，都會對係統的動力學響應産生不可預測的影響。這本書深入探討瞭如何將這些復雜因素納入分析框架，這對於提高模型預測的準確性和診斷的魯棒性至關重要。我尤其欣賞作者在理論推導過程中所展現齣的嚴謹性，以及在實際應用層麵所給齣的詳實案例。盡管書中的某些數學推導對於我來說需要反復研讀，但這種深入的分析恰恰是我所期望從一本高質量學術專著中獲得的。它不僅僅是知識的傳遞，更是思維方式的啓迪，引導讀者如何從更全麵的角度去理解和解決工程實際中的難題。這本書為我提供瞭一個全新的視角來審視我所接觸到的各種鏇轉機械係統，相信它將成為我未來工作中重要的參考資料。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在機械工程領域辛勤耕耘多年的教授，我一直關注著非綫性動力學和隨機過程在機械係統分析中的發展。當我看到《齒輪傳動係統的非綫性隨機動力學與故障辨識》這本書時，我便對其內容産生瞭濃厚的興趣。齒輪傳動係統是典型的非綫性係統，其動力學行為的復雜性，尤其是在考慮隨機擾動的情況下，一直是機械動力學研究中的一個難點。傳統的綫性化方法雖然在一定程度上能夠簡化問題，但往往會丟失很多重要的信息，尤其是在故障診斷方麵，微小的非綫性特徵可能預示著潛在的嚴重故障。這本書的作者深入研究瞭如何構建更精確的非綫性隨機模型來描述齒輪係統的運動，並且在此基礎上，發展瞭一係列有效的故障辨識方法。我非常贊賞書中對不同類型非綫性因素（如間隙、接觸非綫性、材料阻尼等）和隨機因素（如外部激勵的隨機性、參數的隨機波動等）的係統性梳理和建模方法。同時，作者在故障辨識部分的論述，也展現瞭其在信號處理和模式識彆方麵的深厚功底。書中可能包含瞭一些前沿的研究成果和作者獨到的見解，這對於我們拓展教學內容和指導研究生研究具有重要的參考價值。能夠有機會研讀這樣一本深入探討復雜機械係統動力學與故障診斷的專著，我感到十分榮幸。