重载机车齿轮传动系统齿根裂纹故障振动特征研究
发布时间：2021-12-15 19:51
随着我国重载铁路快速发展,增大轴重和扩大列车编组成为了缓解我国铁路重载运输压力较为有效的方式,然而这两种方式都无法避免一个问题,即增大轴重或增加车辆编组数量,列车所需的牵引和制动力也随之增大。然而,作为机车传递牵引、制动力矩的重要装置,齿轮传动系统承受的动态载荷也随机车牵引/制动功率地增大而增大,极易引起齿轮传动系统故障和失效,造成停车等影响正常运营的事故,甚至有可能引发列车脱轨等安全事故。准确地监测机车齿轮传动系统运行状态、提高故障诊断成功率,最大程度地避免安全事故的发生显得十分必要和紧迫。然而,机车齿轮传动故障振动特征往往被轮轨等复杂激振源激起的振动信号所淹没,给故障特征提取和诊断带来了极大的挑战。因此,研究机车齿轮传动系统在复杂激励作用下的故障振动特征,尤其是早期故障,提出有效的故障特征提取与诊断方法,对保障列车运行安全有着十分重要的意义。本文在分析和总结国内外齿轮传动系统动力学和之前建立的考虑齿轮传动系统动态耦合效应的机车系统动力学研究概况的基础上,进一步将齿根裂纹故障动态激励引入至重载机车系统空间动力学模型中,研究了复杂轮轨激励下机车整车振动环境中的齿根裂纹故障振动特征。首先...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“切片式”齿轮啮合刚度计算模型
图 2-5 齿轮传动系统动力学模型示意图（模型 2）有限元法的齿轮传动系统动力学模型（模型 3）方法凭借着计算精度高、能够准确地考虑齿轮实际外形变化对齿轮传动系统动力学性能的影响等优点得到了广泛的应用。研究人员使于获得齿轮的时变啮合刚度，或者用于验证其他方法获得的计算结元分析软件 ASNYS，Nastran，Abaqus 也成为了研究人员通常使用DYNA 是一款功能完善的有限元分析软件，能够高效地处理接触非轮啮合时存在的接触非线性问题。因此本章采用 ANSYS/LS-DYN器。有限元软件 ANSYS/LS-DYNA 提供的复杂三维模型建模功能较弱立渐开线直齿圆柱齿轮的三维模型并实现两个圆柱齿轮的精确装配直齿圆柱齿轮复杂、不规则的渐开线几何外形、齿轮参与啮合区域因增加了齿轮传动系统动力学模型有限元网格划分的难度。因此，
直齿圆柱齿轮传动系统三维几何模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of the drive system on locomotive dynamic characteristics using different dynamics models[J]. ZHANG Tao,CHEN ZaiGang,ZHAI WanMing,WANG KaiYun,WANG Hong. Science China（Technological Sciences）. 2019(02)
[2]基于不同啮合刚度计算模型的直齿圆柱齿轮传动系统动力学特性研究[J]. 蒋建政,陈再刚,翟婉明,潘成. 中国科学:技术科学. 2018(08)
[3]考虑齿轮传动系统的重载电力机车动力学性能研究[J]. 王自超,翟婉明,陈再刚,张杰,王开云. 机械工程学报. 2018(06)
[4]基于角域加窗同步平均的太阳轮故障检测方法[J]. 王志乐,郭瑜,曹永立,伍星. 振动与冲击. 2017(13)
[5]基于虚拟样机的机车齿轮传动系统建模与故障仿真分析[J]. 李翠省,廖英英,刘永强. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2017(02)
[6]Mesh stiffness evaluation of an internal spur gear pair with tooth profile shift[J]. CHEN ZaiGang,ZHAI WanMing,SHAO YiMin,WANG KaiYun. Science China（Technological Sciences）. 2016(09)
[7]存在轮齿裂纹的机车轮对驱动单元动力学性能研究[J]. 樊嘉峰,邓铁松,李夫忠,苏钊颐. 机车电传动. 2016(04)
[8]分度圆裂纹齿轮副动态特性及故障诊断[J]. 樊嘉峰,邓铁松,苏钊颐,李夫忠. 机车电传动. 2016(03)
[9]现代轨道交通工程科技前沿与挑战[J]. 翟婉明,赵春发. 西南交通大学学报. 2016(02)
[10]基于LS-DYNA直齿轮动态啮合特性分析[J]. 刘彦雪,王建军,张涛. 北京航空航天大学学报. 2016(10)
硕士论文
[1]车轮不圆对机车齿轮传动系统动态特性的影响研究[D]. 何春燕.西南交通大学 2018
[2]考虑齿轮传动系统耦合效应的大功率重载电力机车动力学性能研究[D]. 王自超.西南交通大学 2017
[3]动车组齿轮箱油液检测与故障诊断系统的研究[D]. 张锦锦.兰州交通大学 2017
[4]城轨列车齿轮箱故障诊断与剩余寿命预测方法研究[D]. 闫冬.北京交通大学 2017
[5]高速列车齿轮传动系统动态特性仿真与评价方法研究[D]. 邓晓宇.西南交通大学 2016
[6]地铁齿轮传动装置模拟故障诊断试验研究[D]. 王富民.太原科技大学 2016
[7]齿侧间隙对渐开线齿轮啮合冲击的影响分析[D]. 杜坤.太原理工大学 2015
[8]基于SIMPACK仿真的城轨列车齿轮箱故障诊断研究[D]. 陈军.北京交通大学 2015
[9]齿轮啮合动力学特性研究与故障模拟[D]. 胡雄.东北大学 2014
[10]CRH5动车组传动系统故障诊断方法研究[D]. 阮腾达.西南交通大学 2014
本文编号：3537042
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“切片式”齿轮啮合刚度计算模型
图 2-5 齿轮传动系统动力学模型示意图（模型 2）有限元法的齿轮传动系统动力学模型（模型 3）方法凭借着计算精度高、能够准确地考虑齿轮实际外形变化对齿轮传动系统动力学性能的影响等优点得到了广泛的应用。研究人员使于获得齿轮的时变啮合刚度，或者用于验证其他方法获得的计算结元分析软件 ASNYS，Nastran，Abaqus 也成为了研究人员通常使用DYNA 是一款功能完善的有限元分析软件，能够高效地处理接触非轮啮合时存在的接触非线性问题。因此本章采用 ANSYS/LS-DYN器。有限元软件 ANSYS/LS-DYNA 提供的复杂三维模型建模功能较弱立渐开线直齿圆柱齿轮的三维模型并实现两个圆柱齿轮的精确装配直齿圆柱齿轮复杂、不规则的渐开线几何外形、齿轮参与啮合区域因增加了齿轮传动系统动力学模型有限元网格划分的难度。因此，
直齿圆柱齿轮传动系统三维几何模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of the drive system on locomotive dynamic characteristics using different dynamics models[J]. ZHANG Tao,CHEN ZaiGang,ZHAI WanMing,WANG KaiYun,WANG Hong. Science China（Technological Sciences）. 2019(02)
[2]基于不同啮合刚度计算模型的直齿圆柱齿轮传动系统动力学特性研究[J]. 蒋建政,陈再刚,翟婉明,潘成. 中国科学:技术科学. 2018(08)
[3]考虑齿轮传动系统的重载电力机车动力学性能研究[J]. 王自超,翟婉明,陈再刚,张杰,王开云. 机械工程学报. 2018(06)
[4]基于角域加窗同步平均的太阳轮故障检测方法[J]. 王志乐,郭瑜,曹永立,伍星. 振动与冲击. 2017(13)
[5]基于虚拟样机的机车齿轮传动系统建模与故障仿真分析[J]. 李翠省,廖英英,刘永强. 石家庄铁道大学学报(自然科学版). 2017(02)
[6]Mesh stiffness evaluation of an internal spur gear pair with tooth profile shift[J]. CHEN ZaiGang,ZHAI WanMing,SHAO YiMin,WANG KaiYun. Science China（Technological Sciences）. 2016(09)
[7]存在轮齿裂纹的机车轮对驱动单元动力学性能研究[J]. 樊嘉峰,邓铁松,李夫忠,苏钊颐. 机车电传动. 2016(04)
[8]分度圆裂纹齿轮副动态特性及故障诊断[J]. 樊嘉峰,邓铁松,苏钊颐,李夫忠. 机车电传动. 2016(03)
[9]现代轨道交通工程科技前沿与挑战[J]. 翟婉明,赵春发. 西南交通大学学报. 2016(02)
[10]基于LS-DYNA直齿轮动态啮合特性分析[J]. 刘彦雪,王建军,张涛. 北京航空航天大学学报. 2016(10)
硕士论文
[1]车轮不圆对机车齿轮传动系统动态特性的影响研究[D]. 何春燕.西南交通大学 2018
[2]考虑齿轮传动系统耦合效应的大功率重载电力机车动力学性能研究[D]. 王自超.西南交通大学 2017
[3]动车组齿轮箱油液检测与故障诊断系统的研究[D]. 张锦锦.兰州交通大学 2017
[4]城轨列车齿轮箱故障诊断与剩余寿命预测方法研究[D]. 闫冬.北京交通大学 2017
[5]高速列车齿轮传动系统动态特性仿真与评价方法研究[D]. 邓晓宇.西南交通大学 2016
[6]地铁齿轮传动装置模拟故障诊断试验研究[D]. 王富民.太原科技大学 2016
[7]齿侧间隙对渐开线齿轮啮合冲击的影响分析[D]. 杜坤.太原理工大学 2015
[8]基于SIMPACK仿真的城轨列车齿轮箱故障诊断研究[D]. 陈军.北京交通大学 2015
[9]齿轮啮合动力学特性研究与故障模拟[D]. 胡雄.东北大学 2014
[10]CRH5动车组传动系统故障诊断方法研究[D]. 阮腾达.西南交通大学 2014
本文编号：3537042
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