机车牵引齿轮箱有限元分析及结构优化

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1、机车牵引齿轮箱有限元分析及结构优化FiniteElementAnalysisandOptimumDesignofTractionGearBoxofLocomotives史新东大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY分类号：学校代号：10150UDC：密级：学号：20133121全日制专业硕士学位论文机车牵引齿轮箱有限元分析及结构优化FiniteElementAnalysisandOptimumDesignofTractionGearBoxofLocomotives学生姓名：史新东校内导师及职称：张迎辉副教授企业导师及职称：高震天高工工程领域：机械工程研究

2、方向：新型齿轮传动论文类型：应用研究申请学位：工程硕士论文答辩日期：2015年月日学位授予单位：大连交通大学大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本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，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得j连交通大学或莫他教言机桕的学仿或#书丙使用过的材料。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谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。学位论文作者签名:曰期：年/

3、月丨7曰大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解j连交通大学有关保护知识产相及保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属j连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用论文工作成果时署名单位仍然为大连交通女举n学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权^可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此

4、规定）^学位论文作者签名导师签名：曰期：7^〉"年/月I?曰曰期：yy年(月曰摘要摘要机车牵引齿轮箱是机车动力传动系统的重要组成部分，随着我国铁路事业的快速发展，牵引齿轮箱的研究和开发越来越受到重视。牵引齿轮箱箱体作为内部传动零件的基座，在机车牵引齿轮箱系统中占有重要地位。箱体的强度和刚度会影响齿轮和轴承的运行状况，进而影响机车行驶的稳定性和安全性。根据调研发现，在机车运行过程中齿轮箱箱体会出现开裂漏油情况，因此对箱体进行有限元分析，了解箱体强度、刚度和动态特性成为解决这一问题的有效途径。论文基于Pro/ENGINEER和ANSYSWorkbench的协同仿真环境对某已知型

5、号机车牵引齿轮箱箱体进行有限元分析和结构优化。本文主要研究内容如下：(1)使用Pro/ENGINEER软件建立箱体实体模型并进行装配，根据模型简化原则对箱体进行简化；(2)通过Pro/E和ANSYS软件的无缝连接把箱体模型导入到Workbench中，通过对箱体材料属性设置、网格划分建立箱体有限元分析模型；对箱体分为机车启动工况下前导和后导两种情况进行约束和加载，完成箱体静力结构分析，得到箱体应力、应变从而判定箱体强度是否符合机车运行条件；(3)对箱体有限元模型进行约束，完成箱体约束模态分析，得到箱体固有频率和对应的固有振型，从而了解箱体动态特性；(4)以箱体质量和最大等效应

6、力为输出变量，以箱体质量最小为目标对箱体进行结构参数优化，从而减小箱体质量进而降低机车簧下质量。本课题对于机车牵引齿轮箱的有限元分析及结构优化的研究工作，在保证箱体强度和刚度前提下降低了齿轮箱质量，节约了工程材料，为同类箱体研发提供了一定的思路和方法，具有一定的工程实践价值。关键词：机车；齿轮箱；有限元；结构分析；参数优化I大连交通大学全日制专业学位论文AbstractLocomotivetractivegearboxisanessentialpartofthetransmissionsystemoflocomotivepower.Withtherapiddevelopme

7、ntofChina'srailwayindustry,theresearchanddevelopmentoftractiongearboxhasbeenpaidmoreandmoreattention.Asthebaseofinternaltransmissionparts,tractiongearboxoccupiesanimportantpositioninthesystemoflocomotivetractivegearbox.Thestrengthandstiffnessofgearboxwillaffec