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參數

部件（Component）	齒輪齒數（No. of Gear Teeth）	嚙合頻率（Mesh Freq. (Hz)）
輸入小齒輪（Input pinion）	19	1900
輸入錐齒輪（Input bevel gear）	71	1900
太陽輪（Sun gear）	27	568
行星輪（Planet gear）	35	568
齒圈（Ring gear）	99	568

一、傳動說明

這是一份齒輪傳動系統部件的參數表，包含以下關鍵信息：

1. 部件類型：涵蓋輸入小齒輪、輸入錐齒輪、太陽輪、行星輪、齒圈，對應傳動系統不同功能組件。
2. 齒輪齒數：每個部件的齒輪 teeth 數量，是齒輪設計和傳動比計算的基礎參數。
3. 嚙合頻率：齒輪嚙合時的頻率（單位 Hz ），反映齒輪運轉時的動態特性。例如輸入小齒輪和輸入錐齒輪嚙合頻率均為 1900Hz ，說明二者配對傳動；太陽輪、行星輪、齒圈嚙合頻率均為 568Hz ，屬于同一組行星排的嚙合頻率，可用于振動分析、故障診斷（如通過頻譜識別嚙合頻率異常判斷齒輪故障 ）。

好的，根據您提供的兩張圖片中的信息，我們可以清晰地還原貝爾206B-1（OH-58）主旋翼變速箱的傳動原理。

這是一個兩級傳動的變速箱：

1. 第一級：螺旋錐齒輪傳動 - 改變動力傳遞方向。
2. 第二級：行星齒輪傳動 - 實現大的減速比。

其傳動路徑和原理如下圖所示：

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二、關鍵參數與計算驗證

根據您提供的表1數據（輸入轉速6000 RPM或100 Hz），我們可以驗證一些關鍵頻率：

• 采樣頻率 (Input RPM): 526個mat文件，每個文件4個通道（傳感器），每個通道405405個數據，振動數據是同步平均的（即游動齒平均），因此數據是根據軸角（或轉數）而不是時間重新采樣的，每個數據文件的數據長度相當于約 6.1 秒（輸出軸旋轉 35 圈，因此 35 / 5.73333 = 6.1），基于標稱輸出軸轉速 5.73333 Hz。原始數據的原始采樣率為 65573.77049180328 Hz，由 NI-DAQ 板卡確定，但與平均數據無關。因此，用于計算齒間游動平均值的重采樣率為行星齒輪每轉 99 圈或行星架每轉 35 圈 405405 個樣本。
• 輸入軸轉頻: 6000 RPM / 60 = 100 Hz
• 螺旋錐齒輪嚙合頻率: 輸入小齒輪齒數 * 輸入軸轉頻 = 19 teeth * 100 Hz = 1900 Hz ?
• 行星級嚙合頻率（GMF）: 太陽輪齒數 * 太陽輪絕對轉頻 = 27 teeth * 21.05 Hz ≈ 568 Hz ?

📍 傳感器位置與監測點

圖1中標注的四個傳感器位置分別用于監測不同的故障特征：

1. 輸入小齒輪：監測1900Hz附近的嚙合頻率及其邊帶。
2. 齒圈前：監測568Hz附近的嚙合頻率及其邊帶。
3. 齒圈左：監測軸承的故障特征頻率（如外圈、內圈、滾動體故障頻率）。
4. 齒圈后：監測行星輪通過內齒圈局部缺陷時產生的低頻沖擊（如5.73Hz）。

這個變速箱的傳動設計非常經典：

• 錐齒輪級高效地改變了動力方向。
• 行星齒輪級在緊湊的空間內實現了巨大的減速比，輸出低轉速、高扭矩的動力來驅動主旋翼。

根據貝爾206B-1主旋翼變速箱的傳動原理和具體參數，我們現在可以系統地計算各個關鍵零件的理論故障特征頻率。

三、計算基礎參數

• 采樣頻率 (Input RPM): 原始數據的原始采樣率為 65573.77049180328 Hz
• 輸入轉速 (Input RPM): 6000 RPM
• 輸入轉頻 (Input Shaft Freq, $f_{input}$): $\frac{6000}{60}=100\text{?Hz}$
• 行星架轉頻 (Carrier Freq, $f_c$)): 約 5.73 Hz (根據圖1標注)
• 嚙合頻率 (Gear Mesh Frequency, GMF): 568 Hz (根據表1)

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1. 螺旋錐齒輪級故障特征頻率

部件	故障特征	計算公式	計算值 (Hz)
輸入小齒輪	轉頻	$f_{input}=100\text{?Hz}$	100
(19齒)	局部故障頻率	$1\times f_{input}$	100
		$2\times f_{input}$	200
錐齒輪	轉頻	$f_{input}\times \frac{N_{pinion}}{N_{bevel}}=100\times \frac{19}{71}$	26.76
(71齒)	局部故障頻率	$1\times 26.76\text{?Hz}$	26.76
嚙合點	嚙合頻率	$N_{pinion}\times f_{input}=19\times 100$	1900

故障征兆：在振動頻譜中，若在1900 Hz的嚙合頻率及其諧波（3800 Hz, 5700 Hz…）周圍出現以100 Hz或26.76 Hz為間隔的邊帶，通常表明螺旋錐齒輪副中存在局部故障（如點蝕、裂紋）。

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2. 行星齒輪級故障特征頻率

行星齒輪系統的故障特征頻率計算最為復雜，因為存在行星輪的公轉和自轉。

部件	故障特征	計算公式	計算值 (Hz)
太陽輪	絕對轉頻	$f_c\times (1+\frac{N_r}{N_s})=5.73\times (1+\frac{99}{27})$	26.76 (與錐齒輪同軸)
(27齒)	局部故障頻率 (FTF)	$\frac{N_r}{N_s}\times f_c=\frac{99}{27}\times 5.73$	21.0
	故障通過頻率	$N_{planets}\times f_c=4\times 5.73$	22.92
行星輪	自轉轉頻	$f_c\times \frac{N_r}{N_p}=5.73\times \frac{99}{35}$	16.21
(35齒, 4個)	公轉轉頻	$f_c=5.73$	5.73
	局部故障頻率 (FTF)	$2\times f_c\times \frac{N_r}{N_p}=2\times 5.73\times \frac{99}{35}$	32.42
內齒圈	局部故障頻率	$N_{planets}\times f_c=4\times 5.73$	22.92
(99齒, 固定)	行星輪通過頻率	$N_{planets}\times f_c=4\times 5.73$	22.92
行星架	轉頻	$f_c=5.73$	5.73
嚙合點	嚙合頻率 (GMF)	$N_s\times (f_s)=27\times 26.76\approx 568$	568

故障征兆：

• 太陽輪/行星輪故障：在568 Hz的嚙合頻率及其諧波周圍，出現以太陽輪FTF（21.0 Hz） 或行星輪FTF（32.42 Hz） 為間隔的邊帶。
• 內齒圈故障：在嚙合頻率周圍出現以行星輪通過頻率（22.92 Hz） 為間隔的邊帶。
• 行星輪局部故障：其振動信號還會被其公轉頻率（5.73 Hz） 調制。

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3. 行星輪軸承故障特征頻率

行星輪軸承的故障頻率計算需要其幾何參數（滾子數、節徑、接觸角等），這些參數通常未在您提供的資料中給出。但其計算邏輯如下：

故障類型	大致計算公式（需具體參數）	說明
內圈故障	$BPFI\approx \frac{N_b}{2}\times f_{rotor}\times (1+\frac{B_d}{P_d}\cos \theta )$	$f_{rotor}$ 為行星輪自轉頻率（16.21 Hz）
外圈故障	$BPFO\approx \frac{N_b}{2}\times f_{rotor}\times (1?\frac{B_d}{P_d}\cos \theta )$	外圈固定，故障頻率穩定，在頻譜中表現為清晰譜線
滾動體故障	$BSF\approx \frac{P_d}{2\times B_d}\times f_{rotor}\times (1?(\frac{B_d}{P_d}\cos \theta {)}^2)$
保持架故障	$FTF\approx \frac{1}{2}\times f_{rotor}\times (1?\frac{B_d}{P_d}\cos \theta )$

關鍵點：即使沒有精確幾何參數，也應知道行星輪軸承的所有故障頻率都以其自轉頻率（16.21 Hz） 為基頻，并被其公轉頻率（5.73 Hz） 調制。因此，在頻譜中尋找以~16.21 Hz及其倍頻為間隔的譜線，是診斷行星輪軸承故障的起點。

總結與故障診斷策略

1. 定位嚙合頻率：首先在頻譜中找到1900 Hz（錐齒輪）和568 Hz（行星齒輪）的嚙合頻率及其諧波。
2. 尋找邊帶：這是診斷的關鍵。仔細觀察嚙合頻率譜線兩側是否存在邊帶。
   • 邊帶間隔為 100 Hz → 懷疑輸入小齒輪。
   • 邊帶間隔為 26.76 Hz → 懷疑錐齒輪或太陽輪。
   • 邊帶間隔為 21.0 Hz → 懷疑太陽輪局部故障。
   • 邊帶間隔為 22.92 Hz → 懷疑內齒圈或行星輪通過頻率。
   • 邊帶間隔為 32.42 Hz → 懷疑行星輪局部故障。
3. 低頻段分析：在低頻段（< 100 Hz）尋找 5.73 Hz（行星架/行星輪公轉）、16.21 Hz（行星輪自轉）、21.0 Hz（太陽輪FTF）等頻率成分，它們本身的幅值升高也可能預示相應部件的故障。
4. 包絡譜分析：對原始振動信號（或經濾波后的信號）進行包絡譜分析，能極大地增強對軸承和齒輪局部故障沖擊的識別能力，是診斷這類故障最有效的方法之一。

注：作者水平有限，可能有錯誤，歡迎指正。