高铁牵引齿轮传动系统动力学特性研究

发布时间：2017-08-13 03:41

  本文关键词：高铁牵引齿轮传动系统动力学特性研究

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【摘要】：高速铁路以高速、重载及为特点,伴随着复杂的工况,其传动系统在工作中表为强非线性运动,并且会受到诸多因素影响。随着对铁路客运稳定性和舒适性要求的提高,用于传动的牵引齿轮系统也需要有更好的力学性能。研究齿轮传动系统的动力学参数,对齿轮的优化及性能的提高,并随之提高整体系统的稳定性有着重要意义。 本文以高铁牵引齿轮为研究对象,基于轮轨接触原理对牵引齿轮的负载特性进行研究分析,通过建立齿轮系统传递矩阵模型研究其动力学特性。 (1)根据轮轨结构特点及轮轨蠕滑原理,对转向架—轮对系统进行数学建模。考虑列车在直线运行和曲线运行时的不同工况特点,通过计算分析蠕滑力、轮对构架力等,分别在列车直线运行和曲线运行工况下求解齿轮等效负载力矩,得到牵引齿轮等效负载随列车运行速度、轮对等效锥度、轨道半径等因素的变化规律。研究结果为高铁牵引齿轮传动系统动力学研究提供载荷数据。 (2)通过对传递矩阵方法的研究,基于弯—扭—轴耦合的齿轮啮合系统,分别运用Prohl方法和Riccati方法建立传递矩阵模型,并在此基础上,针对齿轮啮合特点,建立多轴祸合传递矩阵,为后续齿轮系统动力学研究提供理论依据。 (3)通过运用Prohl传递矩阵法和Riccati传递矩阵法建立传递矩阵,分别在单轴状态下以及在齿轮啮合状态下计算系统的临界转速和振型,并讨论了系统支承刚度及齿轮啮合刚度的影响。 (4)研究齿轮系统的振动响应,通过Riccati传递矩阵方法,求解系统的振动响应。通过对比系统振动响应时间—位移曲线、相曲线、Poincare截面图及FFT曲线图,分析系统振动特点,并研究不同参数变化对系统振动的影响。
【关键词】：高铁牵引齿轮 传递矩阵 动力学特性
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U270.33;TH132.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究发展现状9-13
• 1.2.1 列车轮对运动研究现状9-10
• 1.2.2 齿轮动力学特性研究现状10-12
• 1.2.3 齿轮动力学研究方法现状12-13
• 1.3 本文的主要研究内容13-15
• 2 齿轮等效负载特性研究15-34
• 2.1 前言15
• 2.2 转向架—轮对系统模型建立15-20
• 2.2.1 轮轨接触原理16-17
• 2.2.2 直线运行17-19
• 2.2.3 曲线运行19-20
• 2.3 牵引齿轮等效负载特性分析20-33
• 2.3.1 直线运行21-29
• 2.3.2 曲线运行29-33
• 2.5 本章小结33-34
• 3 齿轮系统传递矩阵模型建立34-45
• 3.1 前言34
• 3.2 Prohl传递矩阵法34-38
• 3.3 Riccati传递矩阵法38-39
• 3.4 多轴耦合传递矩阵Riccati法39-44
• 3.5 本章小结44-45
• 4 齿轮系统固有特性研究45-56
• 4.1 前言45
• 4.2 固有特性的传递矩阵方法45-49
• 4.2.1 Prohl传递矩阵法45-47
• 4.2.2 Riccati传递矩阵法47-49
• 4.3 单轴系统临界转速及振型分析49-53
• 4.3.1 Prohl传递矩阵法50-51
• 4.3.2 Riccati传递矩阵法51-53
• 4.4 多轴耦合系统临界转速53-55
• 4.4.1 临界转速计算53
• 4.4.2 系统参数对临界转速的影响53-55
• 4.5 本章小结55-56
• 5 齿轮系统振动响应研究56-73
• 5.1 前言56
• 5.2 振动响应的求解方法及响应类型56-62
• 5.2.1 振动响应的求解方法56-57
• 5.2.2. 振动响应的Riccati传递矩阵法57-62
• 5.3 振动响应结果分析62-71
• 5.3.1 转速激励对振动响应的影响63-66
• 5.3.2 啮合刚度对振动响应的影响66-69
• 5.3.3 负载力矩对振动响应的影响69-71
• 5.4 本章小结71-73
• 结论73-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况79-80
• 致谢80-81

【参考文献】

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本文编号：665232