针对直升机齿轮箱故障诊断系统,国外已经发展起来了直升机健康和使用监控系统(Health and Usage Monitoring System,简称HUMS),而国内依然沿用传统的人工经验判断、简易装置定性判断等方法,既不能诊断精细故障又不能实现故障的早期预判,因此本科题的研究无论从安全角度上还是在战略角度上都有着十分重要的意义。现有的直升机齿轮箱状态监控方法存在的问题是直升机齿轮箱的结构比较复杂,而检测的参数较少,难以充分地反映齿轮箱各个重要部件的运行状态并且难以发现齿轮箱早期故障。由于常见的故障诊断的方式包括振动法、温度法、油样分析法等等,其中振动法不仅信号检测设备相对简单,而且对于早期故障的检测能力较高。所以本系统将选择以振动法为主,温度法、油样分析法为辅的方式进行总体设计。首先阐述了齿轮箱的振动机理,并详细研究了振动信号处理的基本方法。然后设计了具有直升机结构特征的模拟实验平台。将三种类型的传感器安装在适当的位置,通过三种传感器变送器、信号放大器、以及带有高性能ISA总线抗混滤波卡、采样保持卡和AD卡的下位机将振动信号、温度信号、磨屑信号采集到工控机中进行监测,并将振动信号数据通过以太网传送到上位机中进行数据处理。在多种振动信号处理方法中选择了适合于处理非平稳信号的小波分析方法和Hilbert/Huang变换(HHT)分析方法并进行比较。上位PC机通过Matlab编程做出仿真实验结果,经过观察和分析便可以实现故障诊断和预测的目的。最后通过将减速箱内部滑油温度和减速箱滑油出口处金属屑含量的监测与振动分析法相结合,可以增加对故障诊断和预测的可信度。并通过实验验证了该直升机齿轮箱故障诊断及预测系统的可行性。