论文总字数：28375字

摘 要

本文开展了基于虚拟仪器的齿轮箱过程参数远程监测系统的研究和设计内容。首先阐述了对齿轮箱过程参数进行监测的重要意义，详实分析了国内外研究现状及发展趋势。论文着重分析了监测系统硬件的选型和软件设计及实现过程，最终运用LabVIEW软件进行仿真实验。

本文主要包含了以下内容：

1、简介齿轮箱监测系统的意义、研究现状、方法，对测试系统方案进行论证。包括确定具体待测参数、测试系统、测试平台，完成测试系统原理框图。

2、对测试系统的硬件进行选型。包括传感器选型、数据采集设备选型、总线方式选型等。

3、完成了测试软件的界面以及程序的编制过程。包括VI程序，显示采集信号，数据后处理以及保存采集信号等软件功能。编写使用说明。

本套测试系统硬件连接方便，具有远程监测功能。基于LabVIEW开发的软件界面，使用方便、简洁、易于操作，同时具有数据采集、保存、打印、报警、查询等功能。

关键词：齿轮箱 状态监测 远程监测 LabVIEW

Abstract

In this paper, the remote monitoring system of gear box of virtual instrument process parameters for the research and design of content based on. Firstly, this paper expounds the important significance to monitor the process parameters of the gear box, a thorough analysis of the present situation and development trends of domestic and international research. This paper focuses on the design and implementation of the monitoring system hardware selection and software process, finally using LABVIEW software simulation.

This paper mainly contains the following contents:

1. Introduction to gearbox monitoring system status, significance, method, the demonstration of testing system. Including specific parameters to be measured, test system, test platform, completed the principle diagram of test system.

2. Selection of hardware of the test system. Including the selection of sensors, data acquisition equipment selection and bus mode selection,etc.

3.Completed test software interface and program compiling process. Including VI program, display acquisition signal, data processing and preservation of signal acquisition software function. Written instructions for use.

The hardware of the system is easy to connect, with remote monitoring function. Development of LabVIEW based interface, easy to use, simple, easy to operate, and has data collection, save, print, alarm, query and other functions.

Key words: Gear Box;Condition Monitoring;Remote Monitoring;LabVIEW

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1本课题的背景及意义 1

1.2齿轮箱国内外研究现状 1

1.3研究内容及技术路线 2

1.4 本章小结 3

第二章 设计方案论证 4

2.1 系统要求分析 4

2.2测试系统设计原理 4

2.2.1 传感器测试性能简析 5

2.2.2被测量简析 7

2.2.3 信号调理简析 8

2.2.4 CPU选择 9

2.2.5 总线方式 9

2.3软件平台的确定 12

2.3.1虚拟仪器介绍 12

2.3.2 LabVIEW 概述 14

2.4本章小结 15

第三章 硬件设计 16

3.1传感器选型 16

3.1.1温度传感器的选型 16

3.1.2加速度传感器的选型 18

3.1.3转速传感器的选型 21

3.1.4扭矩传感器的选型 24

3.2数据采集设备选型 27

3.2.1 数据采集工作原理 27

3.2.2数据采集设备选择 27

3.2.3数据采集机箱选择 30

3.3 PC机的选择 32

3.4数据采集接线图 32

3.4.1测试系统电源图 32

3.4.2传感器布置图 33

3.4.3数据采集接线图 34

3.5本章小结 35

第四章 软件设计 36

4.1软件功能分析 36

4.2软件流程 36

4.3 测试系统软件功能实现 37

4.3.1登陆界面 37

4.3.2 采集功能 37

4.3.3 保存功能 40

4.3.4 查询功能 41

4.3.5 打印功能 41

4.4 测试系统软件使用说明 42

4.5本章小结 43

结 语 44

参考文献 45

致 谢 47

第一章 绪论

1.1本课题的背景及意义

齿轮是机械设备中重要部件，工作运行过程中会产生内部激振力和外部激振力，使齿轮产生振动和噪声。当齿轮产生故障后，机械设备的工作性能下降，导致其丧失工作能力，甚至有可能带来灾难性性事故。因此对齿轮箱进行实时状态监测非常重要。齿轮在运行中若产生故障、温度、润滑油中磨损物的含量及形态、齿轮箱的振动及辐射的噪声、齿轮传动轴的扭转振动和扭矩、齿轮齿根的应力分布等都会从各自的角度反映出故障的信息，但是由于考虑到工业现场环境比较恶劣，工作人员不能长期呆在现场监测，所以对齿轮箱运行状态进行远程监测有重要的研究意义和实用价值^[1]。

通过对齿轮箱的运行状态进行监测，可以有效地减少齿轮箱的运行故障，减少齿轮箱的故障率和返修率，从而节约大量的人力、物力、财力^[2]。该齿轮箱运行监测系统还可以用于风电齿轮箱的出厂质量试验，以进一步降低次品的出场率和齿轮箱的返修率^[3]。

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