作为军民两用的重大装备,直升机在我国的应用呈现增长势头。随着直升机的应用推广,其故障诊断和预测以及维修保障等问题受到人们的重视。无论从重量还是空间考虑,直升机传动系统无法实现冗余,一旦发生故障就会引发严重后果,甚至造成人员伤亡。行星轮系是直升机传动系统中与旋翼直接相连的关键部件,针对行星轮系开展故障仿真和故障诊断研究,对于直升机传动系统状态监控和故障诊断工作具有十分重要的意义。本文在国家自然科学基金项目“直升机攸关动部件损伤预测及其性能测度评估研究”资助下,开展行星轮系故障仿真和振动分离研究,主要研究内容包括:(1)研究了传递路径对于振动信号传递的影响,在行星轮轮齿啮合时序规律分析的基础上,建立了行星轮系故障仿真模型。(2)针对行星轮和太阳轮振动分离向量重构不统一问题,提出考虑齿圈故障的振动分离总体技术方案,研究了数据提取与组合、振动分离向量重构方法,实现了其振动数据分离。(3)利用仿真信号和故障植入实验信号,验证了本文提出的仿真模型和振动分离方法的有效性。本文遵循“理论研究-仿真分析-实验验证”的研究思路,对现有故障仿真模型和故障诊断方法进行梳理和总结的基础上,提出了基于轮齿啮合时序的故障仿真模型,研究了针对行星轮系故障诊断的振动分离方法。通过仿真信号及实验信号数据验证了本文的故障仿真模型和振动分离方法的有效性,为直升机传动系统状态监控和故障诊断奠定了基础。