随着我国工业自动化进程的快速发展,机械装备向着大型化、高效率、自动化和高性能化的方向发展,作为传递动力的齿轮装置在现代机械装备中正发挥着重要的作用。然而,由于齿轮系统本身结构复杂,工作环境恶劣等原因,齿轮在载荷运行过程中容易产生故障及失效,从而,导致齿轮系统故障并诱发机器装备的故障。因此,提高齿轮传动系统的故障诊断能力和故障辨识水平对提高机械旋转系统的综合运行水平和效率具有极其的重要意义。基于扭振信号的齿轮传动系统的故障诊断方法更能直接反映运行状态和故障模式,它不像齿轮箱体振动和噪声诊断方法会将各种信息融合、调制、衰减和放大,从而淹没真正有效反映齿轮故障的信息。本文基于扭振分析方法对齿轮传动系统故障识别展开了深入研究。具体内容如下:一、基于典型故障的齿轮模型对齿轮传动系统进行动力学分析,包括齿轮系统的振动和轴上扭振的数学模型分析;介绍了三种不同类型的齿轮运行状态,并总结了典型齿轮故障的信号特征。二、基于永磁旋转(角)加速度传感器的测量原理,提出了一种齿轮传动系统故障信息检测的新方法。详细地阐述了永磁旋转(角)加速度传感器的工作原理和实验方案,并且通过搭建基于“磁悬浮”平台的齿轮传动系统扭振信息检测实验平台分别检测两轴齿轮传动系统在不同的运行状态下轴系上的扭振信号和平台的横向振动信号。三、将二轴齿轮实验得到的轴上扭振信号和平台横向振动信号进行频谱分析,并采用小波包多层分解,提取各个频率节点的能量作为特征向量,并利用支持向量机(SVM)分别对这两组信号进行分类预测,观察这两组不同信号源的最后故障的识别结果及方法的优劣性。四、在两轴齿轮系统故障诊断的基础上,对基于扭振分析方法的三轴齿轮实验系统齿轮故障故障诊断展开了研究。在齿轮系统中间轴故障的前提下,研究输入轴、输出轴上扭振信息对齿轮传动系统故障诊断的效果。最后,实验结果验证了基于旋转(角)加速度传感器对齿轮系统轴上传动啮合所产生的扭振信号检测的有效性,而且两轴齿轮传动系统的基于齿轮轴上扭振信号的齿轮故障辨识方法其效果要优于传统的齿轮箱体振动噪声信号的诊断效果;基于扭振信号的三轴齿轮系统的故障诊断,在中间轴故障的情况下,其输出轴上的诊断效果要优于输入轴上的诊断效果;故障轴上的扭振信号在齿轮故障诊断的效果要优于非故障轴上扭振信号的诊断效果。