高速列车车轮谐波磨耗下齿轮箱体振动特性研究

发布时间：2020-09-24 16:54

　　 齿轮箱是动力传动的关键部件,是高速列车传递扭矩、驱动车辆的基本保障,其安全可靠性直接影响到高速列车的运行安全。随着列车速度的不断提高,高速列车齿轮箱的工作环境将逐渐恶化,齿轮箱故障在国内外都有发生,如漏油、裂纹、油温过高等,但是目前仍未给出一个明确结论。列车速度提高,轮轨作用和齿轮啮合振动加剧是导致齿轮箱振动加剧的主要因素。在列车实际运行时这些激励是同时存在的,共同作用于齿轮箱体,所以必须采用动态激励的方法对其进行研究。本文通过车辆系统动力学和有限元方法对齿轮箱的振动进行研究,主要内容如下:首先,运用SIMPACK建立高速列车动力车动力学模型,在模型中考虑到齿轮啮合振动对齿轮箱的振动的影响,将齿轮箱和轮对运用ANSYS建立柔性体模型导入SIMPACK中,通过这种刚柔耦合的方式,更加真实的模拟高速列车运行时齿轮箱的实际服役状态,并在齿轮箱体上设置3个测点来监测齿轮箱的振动状态;通过与已有研究模型对比,验证模型的计算精度符合计算要求。其次,本文选用车轮谐波磨耗参数为1阶、20阶,波深为0.05mm、0.1mm,选用列车运行速度为200 km/h、250 km/h、300km/h,对各参数下齿轮箱的振动进行数值仿真分析,对比各参数下齿轮箱3个测点的振动加速度,并运用功率谱密度分析方法对3个测点的振动信号进行分析,对主频成分进行简要剖析,对比各参数和各个测点之间的振动信号,总结各参数对齿轮箱振动的影响。最后,通过计算齿轮箱大、小齿轮轴承座上的载荷,对齿轮箱进行静强度计算。并通过对比各参数下齿轮箱的振动状态,选用齿轮箱振动最为剧烈的一组参数下的仿真数据作为载荷谱,对齿轮箱进行疲劳强度校核。通过雨流计数法对载荷谱进行统计,Goodman曲线对非对称载荷进行修正,运用S-N曲线对齿轮箱进行疲劳寿命计算,然后通过Miner线性疲劳累计损伤法则进行强度校核。
【学位单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U441

【参考文献】

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本文编号：2825998