专    业：机械制造及其自动化

导    师：张俊 教授

毕业去向：中车株洲电力机车研究所有限公司

教育及工作背景：

2016年9月至2019年6月     福州大学   机械制造及其自动化   工学硕士学位

2012年9月至2016年6月    东华理工大学   机械工程  工学学士学位

研究方向：

1.齿轮动力学

2.齿轮故障机理研究

参与科研项目：

1.国家自然科学基金，行星传动齿面磨损与动力学行为交互作用机理研究，参与

发表论文：

1.张俊,李习科,汪建等.含齿根早期裂纹损伤的行星齿轮箱故障机理研究[J].天津大学学报(自然科学与工程技术版),2019,52(11):1117-1128.

2.李习科,汪建,陈涛等.含耦合损伤的直齿轮传动系统振动特性分析[J].机械传动,2019,43(11):95-101.

硕士学位论文简介：

含多源损伤的NGW型行星齿轮箱故障机理研究

行星齿轮箱作为减变速装置的核心部件，其承载能力与传动精度直接影响装置的使役性能。在役期间，齿轮多源损伤会导致齿轮箱承载能力下降、传动精度降低。为探明齿轮箱承载能力与传动性能的退化机理，需先研究多源损伤对系统振动特性的影响规律。有鉴于此，本文以NGW型行星齿轮箱为研究对象，开展含磨损—裂纹多源损伤的行星传动故障机理研究。通过建立啮合刚度与传动误差的解析模型，探明多源损伤对系统内部激励的作用机理，再将其纳入行星传动系统的动力学模型，分析含有多源损伤的系统振动特性。全文内容概述如下： 

（1）从系统能量角度，建立了无损伤外、内齿轮副啮合刚度解析模型。其中，内齿轮副的啮合刚度模型计入了内齿轮基体变形效应。在以上模型的基础上，针对局部式与分布式损伤的特点，建立了计入齿根裂纹与齿面磨损的齿轮副啮合刚度解析模型，并据此揭示出齿轮损伤对轮齿承载能力的削弱机理，预测了啮合刚度随齿轮损伤演进的变化规律。相关研究结果为齿轮系统内部刚度激励的精确整定提供了理论依据。 

（2）综合考虑齿轮制造误差、安装误差、轮齿弹性变形和齿轮损伤的影响，建立了齿轮副的传动误差解析模型。采用概率统计法，推导了由齿轮精度和轴孔配合公差所决定的制造误差与安装误差。计算了由外部载荷和轮齿相对综合误差引起的轮齿弹性变形。基于Archard磨损公式，综合齿间载荷分配模型与Hertz接触模型对齿面磨损进行了动态仿真，并将齿面磨损深度纳入所建的传动误差解析模型。相关研究结果为齿轮系统内部位移激励的精确整定提供了理论依据。 

（3）在精确整定啮合刚度与传动误差激励的基础上，建立计入磨损—裂纹多源损伤效应的NGW型行星轮系平移—扭转耦合动力学模型。依托这一模型，相继分析了健康状态、齿轮单一损伤状态以及磨损—裂纹多源损伤状态下的行星传动系统的振动特性，提取了相应的齿轮损伤故障特征。研究结果表明，磨损—裂纹多源损伤状态下，传动系统同时呈现出两种与单一齿轮损伤对应的故障特征，且多源损伤状态下的系统故障特征比单一损伤状态下的故障特征更为显著。 

（4）搭建动力传动实验台，并开展了相应的实验研究。实验结果与理论分析结果基本一致，验证了本文所建模型及其参数计算的正确性。 

综上所述，本文揭示了磨损—裂纹多源损伤对行星传动系统内部激励的作用机理，探明了多源损伤状态下行星传动系统的振动特性，可望为行星齿轮箱的状态监测与故障诊断提供理论依据。