電機故障,、齒輪故障,、軸承故障以及轉子不平衡，乃是齒輪（機械）傳動系統(tǒng)中最為常見的故障類型,。在實際工程中,，因這三類故障未被及時察覺而引發(fā)的重大事故時有發(fā)生。針對此類設備展開狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷,，已然成為大型企業(yè)的迫切之需,，亦必將帶來可觀的經(jīng)濟效益與社會效益。對于在校師生而言,，接觸并了解工程實際中的設備和情況甚為必要,。然而，現(xiàn)場設備所處的環(huán)境與工況往往頗為復雜,，因而在學習和研究過程中,，需由易至難，循序漸進,。故而，設計一臺能夠模擬工程實際中機械傳動系統(tǒng)常見故障的實驗臺,，具有重要的理論與實際意義,。

VALENIAN/瓦倫尼安打造了一臺集軸承、齒輪,、轉子不平衡故障模擬于一體的齒輪（機械）傳動系統(tǒng)實驗臺,。其研究內(nèi)容主要涵蓋實驗臺的結構設計、關鍵部件的理論分析,，以及試驗臺的三維建模與故障動力學仿真,。具體如下：

1. 設計出多功能且操作簡便的故障模擬實驗臺,，即 PT900 典型故障試驗臺。此臺能夠實現(xiàn)如下功能：于實驗室環(huán)境中,，借助可替換的模擬局部缺陷的軸承,、齒輪，以及不同配重的動不平衡轉子,，重現(xiàn)旋轉機械的典型故障,，如不平衡、不對中,、齒輪典型故障,、軸承典型故障等。該實驗裝置便于完成數(shù)據(jù)信號的采集與觀察,，主要包括轉速,、位移、加速度等信息數(shù)據(jù),。操作便捷,，進行不同故障實驗時，時間間隔較短,。實驗裝置輸出的故障信息應明顯且盡可能單一,，信噪比需高，以便獲取與故障相對應的時域圖和頻譜圖,。

2. 對實驗臺關鍵零部件進行力學性能校核,。針對齒輪（機械）傳統(tǒng)系統(tǒng)模擬試驗臺的關鍵零部件，進行強度校核以及有限元靜力學分析,，并對結構予以改進和優(yōu)化,。設計可更換部件，以模擬軸承,、齒輪,、轉子平衡的典型故障。

3. 進行實驗臺動力學建模與仿真,。分別建立實驗臺軸承子系統(tǒng)和齒輪傳動子系統(tǒng)的非線性動力學模型,。對于軸承子系統(tǒng)，需考慮滾珠滑移,、油膜間隙和非線性接觸力等因素,。針對軸承外滾道及內(nèi)滾道點蝕缺陷，建立相應的系統(tǒng)動力學模型,，并推導相應的動力學微分方程,，基于 MALAB 軟件數(shù)值求解器，仿真系統(tǒng)的振動加速度信號,。對仿真信號進行時域和頻域分析,，研究故障類型與故障特征的映射關系,，并與理論分析進行對比驗證，歸納軸承內(nèi)滾道及外滾道缺陷的時域和頻域特征,。針對齒輪傳動子系統(tǒng),，考慮齒輪時變嚙合剛度、傳動誤差等因素,，建立非線性動力學模型,，并將齒輪裂紋、斷齒故障以時變嚙合剛度激勵的形式體現(xiàn)到系統(tǒng)動力學模型中,，進而仿真故障狀態(tài)下的系統(tǒng)動態(tài)響應,，并分析其時域和頻域特征。