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文檔簡介
1、齒輪傳動是應用最廣泛的傳動形式之一,隨著齒輪傳動向高速、重載方向發(fā)展,齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)響應研究已經(jīng)成為工程實際中越發(fā)熱門的課題。本文的研究依托國家自然科學基金和鐵道部高速鐵路基礎研究基金(U1234208),研究對象為某高速列車齒輪傳動系統(tǒng),通過建立傳動系統(tǒng)模型,結(jié)合振動理論、有限單元法,對齒輪傳動系統(tǒng)進行了以下幾個方面的研究:
首先,基于三維實體建模軟件Solidworks對某型高速列車齒輪傳動系統(tǒng)進行模型創(chuàng)建。建立包含齒輪
2、副、傳動軸以及箱體的傳動系統(tǒng)實體模型,研究精確建立斜齒圓柱齒輪方法以及齒輪嚙合約束方式,根據(jù)實際情況與仿真計算需求,對模型進行簡化處理,基于ANSYS Workbench軟件建立系統(tǒng)有限元模型。
其次,對齒輪傳動系統(tǒng)靜態(tài)特性進行研究。分析在極限載荷工況下,齒輪嚙合區(qū)域接觸應力分布形式以及最大應力值,根據(jù)經(jīng)典赫茲理論,對斜齒圓柱齒輪最大嚙合應力進行計算,仿真結(jié)果與理論計算偏差不超過5%;分析極限載荷工況下,箱體應力分布情況以及最
3、大應力發(fā)生位置,找出箱體結(jié)構(gòu)強度薄弱環(huán)節(jié),為箱體結(jié)構(gòu)設計與優(yōu)化、故障診斷與分析提供理論依據(jù),結(jié)果表明箱體最大應力發(fā)生在小齒輪軸承孔附近,但箱體整體應力水平較低,結(jié)構(gòu)強度滿足需求。
然后,對齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)特性進行研究。通過對系統(tǒng)進行模態(tài)分析,提取系統(tǒng)模態(tài)參數(shù),結(jié)果顯示齒輪傳動低頻階段主要表現(xiàn)為大齒輪振動,隨頻率提高,小齒輪振動逐漸顯現(xiàn),箱體模態(tài)參數(shù)表明箱體在多階頻率處都有下箱體內(nèi)部隔板的局部振動,可通過增加板厚的方法提高局部結(jié)
4、構(gòu)強度;通過對齒輪嚙合過程進行瞬態(tài)動力學分析,研究系統(tǒng)在齒輪嚙合造成的內(nèi)部激勵作用下的動態(tài)響應,表明內(nèi)部激勵造成的應力波動在15%左右;通過對箱體進行諧響應分析,研究箱體在不同頻率正弦載荷激勵作用下的穩(wěn)態(tài)響應,結(jié)果表明箱體在630Hz頻率下表現(xiàn)出較為明顯的振動。
最后,借助機車車輛滾動振動試驗臺研究高速列車齒輪傳動系統(tǒng)在輪軌沖擊等外部激勵作用下箱體的動態(tài)響應特性。結(jié)果顯示箱體振動響應隨列車速度提高而加劇,箱體不同部位垂向橫向振
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