高速列車齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)特性研究.pdf

1、齒輪傳動系統(tǒng)是高速列車動車轉(zhuǎn)向架的重要組成部分，負(fù)責(zé)將牽引電機(jī)的動力傳遞給輪對，對于保障高速列車的動力傳輸具有重要作用。隨著我國動車組服役里程的不斷增加和列車國產(chǎn)化的全面深入，如何設(shè)計高速列車的齒輪傳動系統(tǒng)，保證高速列車動力傳遞的平穩(wěn)性及其在服役期間的安全性，是鐵路工程師面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的車輛動力學(xué)研究主要關(guān)注車輛的整車動力學(xué)性能，關(guān)鍵部件的研究主要集中在車體、構(gòu)架和輪對，對于其他部件的研究較少。本文基于車輛系統(tǒng)動力學(xué)和齒輪傳動系統(tǒng)

2、動力學(xué)，對高速列車齒輪傳動系統(tǒng)的振動特性展開全面的研究，主要內(nèi)容如下:
　　首先，對高速列車齒輪傳動系統(tǒng)參數(shù)振動穩(wěn)定性進(jìn)行研究，齒輪傳動系統(tǒng)是典型的參數(shù)振動，利用有限元法得到高速列車齒輪系統(tǒng)時變嚙合剛度，并用傅里葉級數(shù)展開進(jìn)行擬合，考慮齒輪傳遞誤差，建立齒輪傳動系統(tǒng)單自由度扭轉(zhuǎn)方程，基于Floquet穩(wěn)定性理論，采用多尺度解析方法對齒輪系統(tǒng)方程作近似展開，得到系統(tǒng)穩(wěn)定區(qū)的近似解析解，給出系統(tǒng)參數(shù)振動穩(wěn)定與不穩(wěn)定邊界曲線，并從系統(tǒng)穩(wěn)

3、定性角度提出了高速列車齒輪傳動系統(tǒng)參數(shù)選取建議。同時基于斜齒輪的彎-扭耦合模型，對高速列車齒輪傳動系統(tǒng)參數(shù)振動特性分析:分析內(nèi)外激勵下齒輪系統(tǒng)的亞諧及超諧共振頻率因子，得到內(nèi)部激勵和內(nèi)外組合激勵下系統(tǒng)的頻響曲線，結(jié)合數(shù)值分析方法，分析系統(tǒng)的非線性動態(tài)響應(yīng)。
　　其次，建立考慮齒輪傳動系統(tǒng)的高速列車整車動力學(xué)模型，分析齒輪傳動系統(tǒng)對整車動力學(xué)性能的影響，考慮高速列車服役過程中的常見外部激勵，牽引電機(jī)諧波轉(zhuǎn)矩激勵、車輪磨耗激勵、車輪多

4、邊形化激勵、車輪扁疤激勵等激勵下齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性，針對輪軌粘滑振動，分析粘滑振動引起的輪對自激振動以及自參激聯(lián)合作用下齒輪傳動系統(tǒng)的分岔與穩(wěn)定性。
　　然后，對整車振動激勵下高速列車齒輪箱箱體的強(qiáng)度進(jìn)行分析，建立高速列車箱體的有限元模型，對箱體的模態(tài)屬性和靜強(qiáng)度進(jìn)行初步的分析，基于上述的齒輪傳動系統(tǒng)振動特性，采用直接積分法，分析正常激勵、車輪磨耗激勵以及車輪多邊形激勵下齒輪箱箱體的動態(tài)響應(yīng)，針對服役過程的沖擊載荷，計算沖擊作