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gearMeshFaultBands

围绕啮合齿轮的特征故障频率构造频带，进行频谱特征提取

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FB = gearMeshFaultBands(FR,Ni,No)
FB = gearMeshFaultBands(___、名称、值)
[FB,info] = gearMeshFaultBands(___）
gearMeshFaultBands (___）

描述

例子

神奇动物= gearMeshFaultBands (FR，倪，没有）生成特征故障频带神奇动物齿轮啮合采用输入齿轮的转速FR以及输入的齿数倪输出齿轮没有分别。中的值神奇动物有相同的隐式单位FR

例子

神奇动物= gearMeshFaultBands (___、名称、值)允许您使用一个或多个名称-值对参数指定其他参数。

例子

［神奇动物，信息= gearMeshFaultBands(___）也返回结构信息包含已生成的故障频带信息神奇动物．

例子

gearMeshFaultBands (___）在没有输出参数的情况下，绘制生成的故障频带的条形图神奇动物．

例子

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对于这个例子，考虑一个简单的齿轮组，输入轴上的8齿小齿轮与输出轴上的42齿正齿轮啮合。假设输入轴以每分钟20转的速度旋转。利用齿轮组的物理特性构造齿轮啮合频带。

Ni = 8;No = 42;Fr = 20;[FB,info] = gearMeshFaultBands(FR,Ni,No)
FB =5×219.0000 21.0000 2.8095 4.8095 79.0000 81.0000 159.0000 161.0000 159.0000 161.0000
信息=带字段的结构:中心:[20 3.8095 80 160 160]标签:["1Fi" "1Fo" "1Fa" "1Fm" "1Fm"]故障组:[1 2 3 4 5]

神奇动物是包含主频率的5x2数组吗1 fi，1佛，1足总和1调频分别。结构信息包含中心频率和每个频率范围的标签神奇动物．

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对于这个例子，考虑一个简单的齿轮组，输入轴上的8齿小齿轮与输出轴上的42齿正齿轮啮合。假设输入轴以20hz的频率驱动。数据集motorSignal.mat包含齿轮网在1500赫兹采样的振动数据。

首先，利用齿轮组的物理特性构造齿轮啮合频带。用前3个边带构造频带。

Ni = 8;No = 42;Fr = 20;FB = gearMeshFaultBands(FR,Ni,No，“显然”1:3)
FB =15×219.0000 21.0000 2.8095 4.8095 79.0000 81.0000 99.0000 101.0000 119.0000 121.0000 139.0000 141.0000 179.0000 181.0000 199.0000 201.0000 219.0000 221.0000 147.5714 149.5714

神奇动物是一个15x2数组，其中包括主频率及其边带。

加载振动数据，计算PSD和频率网格pspectrum．使用0.5的频率分辨率。

负载(“motorSignal.mat”，“C”);Fs = 1500;[psd,freqGrid] = pspectrum(C,fs，“FrequencyResolution”, 0.5);

现在，使用频带和PSD数据来计算光谱度量。

spectralMetrics = faultBandMetrics(psd,freqGrid,FB)
spectralMetrics =1×46表PeakAmplitude1 PeakFrequency1 BandPower1 PeakAmplitude2 PeakFrequency2 BandPower2 PeakAmplitude3 PeakFrequency3 BandPower3 PeakAmplitude4 PeakFrequency4 BandPower4 PeakAmplitude5 PeakFrequency5 BandPower5 PeakAmplitude6 PeakFrequency6 BandPower6 PeakAmplitude7 PeakFrequency7 BandPower8 PeakAmplitude9 PeakFrequency9 BandPower10 PeakAmplitude11 PeakFrequency11 BandPower11 PeakAmplitude12 PeakFrequency12 BandPower12PeakAmplitude13 PeakFrequency13 BandPower13 PeakAmplitude14 PeakFrequency14 BandPower14 PeakAmplitude15 PeakFrequency15 BandPower15 TotalBandPower ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ _______________ _______________ ___________ _______________ _______________ ___________ _______________ _______________ ___________ _______________ _______________ ___________ _______________ _______________ ___________ _______________ _______________ ___________ ______________ 0.0054125 19 0.0051216 0.55167 4.25 0.41848 0.0022699 81 0.0029792 0.0012756 99.438 0.0019134 0.0023457 119.25 0.0032812 0.0030216 139.75 0.0036398 0.0015424 180.06 0.0021249 0.0023163 200.81 0.0029269 0.013511 221 0.012079 0.0037697 148.06 0.003914 0.0020528 151.56 0.0025637 0.0021721 156.5 0.0022927 0.0020822 162.81 0.0015729 0.0015305 168.25 0.001575 0.0010234 170.44 0.0013135 0.46577

spectralMetrics是一个1x46表的峰值，峰值频率和频带功率计算每个频率范围神奇动物．的最后一列spectralMetrics总频带功率，计算所有15个频率在神奇动物．

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对于这个例子，考虑一个简单的小齿轮和齿轮组，输入轴转速为1800转/分。考虑到输入轴上的小齿轮有6个齿，输出轴上的齿轮有8个齿，可视化齿轮啮合的频带。

Fr = 1800;Ni = 6;No = 8;gearMeshFaultBands (FR,倪,没有)

图中包含一个轴对象。标题为Fault Frequency Bands的axis对象包含10个类型为patch、text的对象。

从图中可以看出:

  • 输出轴缺陷频率，1佛在1350赫兹

  • 输入轴缺陷频率，1 fi在1800赫兹

  • 装配相位缺陷频率，1足总5400 Hz

  • 齿轮啮合缺陷频率，1调频10800 Hz

输入参数

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输入齿轮的转速，指定为正标量。FR基频在哪个附近gearMeshFaultBands生成故障频带。指定FR单位是赫兹或每分钟转数。

输入齿轮上的齿数，指定为正整数。

输出齿轮上的齿数，指定为正整数。

名称-值参数

指定可选参数对为Name1 = Value1,…,以=家,在那里的名字参数名称和价值对应的值。名称-值参数必须出现在其他参数之后，但对的顺序无关紧要。

在R2021a之前，使用逗号分隔每个名称和值，并将其括起来的名字在报价。

例子:…,“谐波”(1、3、5)

要包含的基频谐波，指定为逗号分隔的对，由'谐波'和一个正整数向量。缺省值为1。指定的谐波'当你想要构造具有更多基频谐波的频带时。

基频周围的边带及其谐波包括在内，指定为逗号分隔的对，由'显然'和一个非负整数向量。缺省值为0。指定的显然'当你想在基频及其谐波周围构造边带的频带时。

以标称故障频率为中心的频带宽度，指定为逗号分隔的对，由'宽度'和一个正标量。默认值为基本频率的10%。避免指定'宽度，这样断层带就不会重叠。

故障频带频率的单位，指定为逗号分隔的对，由'域’“频率”或“秩序”．选择:

  • “频率”如果你愿意神奇动物以相同的单位归还FR．

  • “秩序”如果你愿意神奇动物返回相对于的旋转数FR．

逻辑值，指定负的名义故障频率是否必须围绕频率原点折叠，指定为逗号分隔的对，由'折叠’真正的或假．如果你设置'折叠”真正的,然后faultBands通过取负的名义故障频率的绝对值，将负的故障频率沿频率原点折叠，使折叠后的故障频带始终落在正的频率区间内。折叠断层带计算为 ［ 马克斯 （ 0 ， | F | − W 2 ） ， | F | + W 2 ］ ,在那里W是'宽度'名值对和F是标称故障频率之一。

输出参数

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故障频带，返回为Nx2数组,N是故障频率的数量。神奇动物返回的单位与FR赫兹或阶。使用生成的故障频带提取频谱度量faultBandMetrics．生成的断层带， ［ F − W 2 ， F + W 2 ］ ，以特征缺陷频率及其谐波和边带为中心:

  • 输入轴缺陷频率，Fi

  • 输出轴缺陷频率，佛

  • 齿轮啮合缺陷频率，调频

  • 装配相通缺陷频率，足总

当你指定侧带时，gearMeshFaultBands计算关于输入和输出轴缺陷频率的边带:

  • 输入齿轮缺陷的故障频带及其谐波和第一边带在Fi

  • 输出齿轮缺陷的故障频带及其谐波和第一边带在佛

gearMeshFaultBands自动截断故障负频带，并生成警告信息。

的值W是频带的宽度，您可以使用'宽度'名-值对。

的故障频带信息神奇动物，返回为具有以下字段的结构:

  • 中心-中心故障频率

  • 标签—描述每个频率的标签

  • FaultGroups—故障组号等于故障频率的个数

算法

gearMeshFaultBands计算不同的特征故障频率:

  • 输入轴缺陷频率， F 我 ＝ F R

  • 输出轴缺陷频率， F o ＝ N 我 N o F R

  • 齿轮啮合缺陷频率， F 米 ＝ N 我 F R ＝ N o F o

  • 装配相通缺陷频率， F 一个 ＝ F 米 肾小球囊性肾病 （ N 我 ， N o ）

参考文献

[1]朗，乔治·福克斯。" S&V几何入门。"声音与振动33(1999): 16-26。

版本历史

R2019b引入

另请参阅

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