论文总字数：20974字

摘 要

齿轮箱是铣齿机关键的传动部件，为了让铣齿机更加安全高效的完成作业，必须要监测铣齿机齿轮箱的运行状况。为了更加方便的监测运行参数，本课题采用Labview软件设计了一个铣齿机齿轮箱运行参数监测系统。本文的主要工作包含以下几个方面：

1. 齿轮箱常见故障分析。分析了齿轮箱齿轮，轴承和轴常见的故障形式以及出现故障的原因。

2.设计方案的论证。根据测控系统的设计原理,分析了测试系统的整体要求和功能。

3.完成了测试系统硬件系统的选型。根据所测参数，对系统的硬件进行了选型。

4.完成了测试系统的软件部分的设计。分析了系统中软件部分所需实现的功能，基于LabVIEW平台设计了一套相应测试软件，实现了参数设置、实时数据采集显示、监测报警等功能；介绍了软件的欢迎界面、登录界面和监测系统的主界面的功能及操作方式。

关键词：齿轮箱 状态监测 虚拟仪器 LabVIEW

ABSTRACT

Gear box is the key tooth milling machine transmission parts, in order to make the milling machine is more secure and efficient completion of the job,we must monitor the working condition of the gear box of the milling machine. in order to more convenient operation monitoring parameters. In order to facilitate the monitoring of running parameters, this paper designs a gear box operating parameter monitoring system based on Labview software. The main work of this paper contains the following aspects:

1. Analysis of common faults of gear box. Analysis of the gear box gear, bearing and shaft common form of failure and the causes of failure.
2. Demonstration of design scheme. According to the design principle of the measurement and control system, the overall requirements and functions of the test system are analyzed.
3. The selection of hardware system of test system is completed.Based on the measured parameters, the selection of the hardware of the system is carried out.
4. The design of the software part of the test system is completed.Software part of the system to achieve the required function is analyzed, and based on LabVIEW platform design a set of corresponding test software, realizes parameter setting, real-time data acquisition and display, alarm monitoring and other functions; introduces the software interface, login interface and monitoring system of the main boundary surface function and operation mode.

Key words: gear box；condition monitoring；virtual instrument；LabVIEW

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 课题意义 1

1.2齿轮箱运行状态监测国内外研究现状 1

1.3研究的主要内容 3

1.4本章小结 3

第二章 齿轮箱常见故障分析 4

2.1齿轮箱故障机理分析 4

2.2齿轮常见的故障形式及产生的原因 4

2.3轴承常见的故障形式及产生的原因 5

2.4轴常见故障形式及原因 6

2.5本章小结 7

第三章 设计方案论证 8

3.1系统要求分析 8

3.2测试系统设计原理 8

3.2.1传感器测试性能简析 8

3.2.2被测量简析 8

3.2.2测试系统原理图 9

3.3软件平台的选择 9

3.3.1虚拟仪器介绍 10

3.3.2LabVIEW概述 10

3.4本章小结 11

第四章 硬件选型 12

4.1传感器选型 12

4.1.1加速度传感器的选型 12

4.1.2压力传感器 14

4.1.3温度传感器 16

4.1.4功率传感器 18

4.1.5转速传感器 20

4.2数据采集设备选型 22

4.2.1数据采集卡 22

4.2.2数据采集箱 25

4.3传感器的布置 25

4.4数据采集接线图 26

4.4.1接线标准 26

4.4.1测控系统接线图 27

4.5测试柜内部布局 27

4.6本章小结 28

第五章 软件设计 29

5.1软件功能分析 29

5.2欢迎界面 29

5.3登录界面 30

5.4系统监测界面 32

5.4.1参数设置 32

5.4.2参数采集 33

5.4.3数据保存 34

5.4.3系统报警 35

5.5本章小结 36

参考文献 37

致谢 39

第一章 绪论

1.1 课题意义

齿轮箱是铣齿机的一个很主要的部件，工作的时候，齿轮有激振力出现，从而导致在齿轮处出现振动和噪声。在齿轮有故障出现时，机器总体的运行能力减弱，严重时会让它不能运行，甚至有可能带来灾难性性事故。这样，我们就需要对齿轮箱的运行状态进行监测。齿轮在工作中如果发生了故障，齿轮箱内的温度、润滑油的温度和压力、齿轮箱的振动等地方会出现很多不一样的故障信息。在工作条件比较艰苦的地方，工作人员不能长期待在现场监测，所以对齿轮箱运行状态进行监测有重要的意义。

由于计算机在各个方面都有着快速的发展，在测控方面，虚拟仪器(Virtual Instrument，简称 VI)开始变成很重要的研究内容。我们可以使用计算机去编辑虚拟仪器，来完成我们所需要的测控功能。虚拟仪器是通过计算机来实现各种不同的功能的，信息的传递是通过数据采集卡完成的。用数据采集卡完成对数据的采集，用 LabVIEW 软件开发平台设计齿轮箱监测系统，可以完成齿轮箱的数据监测。

1.2齿轮箱运行状态监测国内外研究现状

齿轮箱是许多机械结构的重要部件，装配在制造业的各种传动器械中，如果齿轮箱发生故障，就会影响整个设备运行，造成很严重的后果。因此，为保证设备的良好运行，我们必须对齿轮箱的运行状态进行监测。有很多人对这个课题进行过研究，用不同的方法获得了一些结果。唐一科^[1]利用级动态库技术和采样项目数据管理模式研发了一个全新的系统，完成了齿轮箱的运行状态监测；曹凤才^[2]等人应对工程项目上，保证设备良好运行，必须时刻对齿轮箱进行监测，对JZQ25o型齿轮箱进行了研究，研究出了状态监测特征值与故障特征向量相结合的分级诊断的一种方法，这种方法不但能够完成线上监测，还能确定齿轮箱出现故障的位置。冷军发^[3]等人说明了径向基函数(mdial base ftmction，SSr)神经网络的工作原理和计算方法，用这种方法去监测齿轮箱，设立齿轮箱的BRF故障监测类型。郭鹏^[4]等人采取对温度走向的说明，完成了对风电齿轮箱的监控，采用非线性状态估计(nonlinear state estimate technology，NSET)理论，设立了齿轮箱在没有故障的时候温度类型，完成了对温度的预测；陈亮^[5]等人研究了一种用光栅传感器作为监测点，用光纤完成信息的传递，信息处理后进入虚拟仪器完成测量的检测系统；针对齿轮箱故障诊断缺乏有效的快速算法的问题,林近山^[6]提出了基于近似(Approximate Entropy,ApEn)参数的齿轮箱故障诊断方法；郭学鹏^[7]等人开发了对于无线传感网络的风电齿轮箱状态监测系统。 为了更好更加直接的监测齿轮箱运行参数,刘华军^[8]等人研究了某大功率船用二级行星齿轮箱 ，开发了一个新的运行状态监控系统，完成了直接对齿轮箱运行转台的监测。沈长青^[9]等人提出了一种基于支持向量回归的齿轮箱故障诊断方法。魏协奔^[10]等人采用了NI 公司的数据采集设备，利用 LabVIEW软件，开发了一个齿轮箱噪声在线检测系统，在现实的应用中得到了证明;为了完成齿轮箱常见故障的自适应准确辨识，陈法法^[11]等人研究出一个遗传退火算法来改善多核支持向量机的齿轮箱故障监测模型，与一般的模型比较，这种方法明显的提高了齿轮箱常见故障的监测精度和泛化推广能力。李莎^[12]等人针对齿轮箱实时运转时，在齿轮箱故障机理的分析和国内外还未尝试过采用嵌入式系统在齿轮箱上的前提下，开发了一种基于DsP的智能故障诊断系统，这个系统等够快速、实时的采集信息和智能处理数据，还能够比较准确的检测机器的故障 。刘春林^[13]等人设计了基于DSP和ZigBee的齿轮箱故障检测系统，将DSP和ZigBee进行连接，完成了远程无线传递信息。刘敏娜^[14]等人说明了Elman神经网络在处理故障检测时的缺点，用优化过的Elman神经网络进行齿轮箱故障诊断，优化后的Elman网络在处理现实工程故障诊断问题上，它的稳定性及收敛速度等方面表现更好。黎康康^[15]等人采用油液分析办法对齿轮箱的故障信息进行检测，利用油液元素分析、铁谱分析及材料成分对标分析等方法，很精准的找到了齿轮箱出现故障的地方。

请支付后下载全文，论文总字数：20974字