高速列车车轮谐波磨耗下齿轮箱体振动特性研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________全日制专业学位硕士论文高速列车车轮谐波磨耗下齿轮箱体振动特性研究学位申请人：张翼学科领域：交通运输工程校内导师：朱海燕副教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中

2、特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文

3、在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。学生本人签名日期校内导师签名日期校外导师签名日期I摘要高速列车车轮谐波磨耗下齿轮箱体振动特性研究摘要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

4、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

5、数为1阶、20阶，波深为0.05mm、0.1mm，选用列车运行速度为200km/h、250km/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

6、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。关键词：高速列车，齿轮箱，车轮谐波磨耗，动态激励，振动特性IAbstractSTUDYONTHEVIBRATIONCHARACTERISTICSOFTHEGEARBOXHOUSINGUNDERTHEHARMONICABRASIONOFTHEWHEELOFHIGHSPEEDTRAINABSTRACTGearboxis

7、thekeycomponentofpowertransmission,itisthebasicguaranteeforhigh-speedtraintotransfertorqueanddrivevehicle,anditssafetyandreliabilitydirectlyaffecttherunningsafetyofhigh-speedtrain.Withthecontinuousimprovementofthetrainspeed,theworkingenvironmentofthege

8、arboxofthehigh-speedtrainswillgraduallydeteriorate.Thegearboxfailurehasoccurredathomeandabroad,suchasoilleakage,cracksandhighoiltemperature,butthereisnodefiniteconclusionyet.Theaccelerationoftrainspeed,theactionofwheelandrailandtheincre