基于ROMAX的机车牵引齿轮传动系统动力学分析

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1、分类号：TH132.41(齿轮及齿轮传动)学校代号：10150UDC：621.8密级：学号：20142184硕士学位论文基于ROMAX的机车牵引齿轮传动系统动力学分析DynamicanalysisoflocomotivetractiongeartransmissionsystembasedonROMAX学生姓名：张福来导师及职称：何卫东教授学科门类：工学专业名称：机械工程研究方向：现代机械传动申请学位级别：硕士论文答辩日期：2017年6月16日学位授予单位：大连交通大学III摘要齿轮是机械行业中的一个重要零件。斜齿轮重合度

2、大、啮合性能好、结构紧凑的特点相比直齿轮有更大的承载能力和传动平稳性。随着机械行业和科技的发展，重载斜齿轮得到了广泛的应用。齿轮传递系统的高承载能力、低噪声成为了研究热点，对齿轮传动系统进行动力学特性研究，提高其性能具有重要实用价值。论文以机车牵引齿轮传动系统作为研究对象，在齿轮系统动力学理论的基础上建立了考虑轴变形、柔性箱体、电机和轮轨摩擦力矩等影响因素的较为完整的传动系统模型，对模型进行了静态、模态分析和动力学分析，具体内容和主要结论如下：（1）建立了以变化的转矩代替电机，以摩擦力矩代替轮对与轮轨接触的,考虑轴变形、柔

3、性箱体和轴承变形等影响因素的较为完整的刚柔混合的传动系统模型。对不同工况下的模型进行了齿轮应力分析、接触斑分析、轴的偏移变形分析、轴承损伤以及齿轮啮合错位量的分析，得到了相应的结果。（2）对机车齿轮传动系统的动力学响应进行了仿真分析。对约束状态的抱轴箱和齿轮箱进行了模态分析和系统共振分析；对传动系统的传递误差、外载荷等内外部激励进行了研究；在特定的传递误差激励下对齿轮柔度、轴承动态接触力、齿轮箱的振动加速度和齿轮啮合刚度的动态响应进行了仿真分析,得到了对应的幅频曲线。（3）对所建立的刚柔耦合模型进行了NVH分析。对不同工况

4、下的模型进行了传递误差的分析，求解得到传递误差的数值；对模型进行了齿轮啸叫噪声分析，得出了从启动到高速的五种工况下的振动加速度与转频的关系；对模型进行了敲击振动分析，得出了振动过程曲线。（4）利用蒙特卡洛（MonteCarlo）和Romax的两种优化算法，以齿轮最小传动误差为目标，在修形量和修形斜度范围以及最大传递误差的约束下进行了齿廓和齿向修形，得出最佳修形方案。对比修形前后的传递误差、接触斑、轴承损伤、齿轮啮合错位量以及齿轮箱加速度动态响应等结果，得出了相应的结论。关键词：机车牵引齿轮；动力学分析；齿轮修形；Romax

5、IIIAbstractGearisoneofthemostimportantpartsinmachineindustry.Thehelicalgearhastheadvantagesoflargecoincidencedegree,goodmeshingperformance,compactstructureandlargercarryingcapacityandtransmissionstabilitycomparedwiththestraightgear.Withthedevelopmentofmachineryind

6、ustryandtechnology,heavydutyhelicalgearshavebeenwidelyused.Highloadcarryingcapacityandlownoiseofthegeartransmissionsystemhavebecomearesearchhotspot.Itisofgreatpracticalvaluetostudythedynamiccharacteristicsofgeartransmissionsystemandimproveitsperformance.Inthispape

7、r,thelocomotivetractiongeartransmissionsystemastheresearchobject.Acompletetransmissionsystemmodelisestablishedbasedonthetheoryofgearsystemdynamics,whichtakesintoaccountthefactorssuchasshaftdeformation,flexiblebox,motorandwheelrailfrictiontorque.Thestatic,modalanal

8、ysisanddynamicanalysisofthemodelarecarriedout.Themaincontentsandconclusionsareasfollows：(1)Therelativelycompletetransmissionsystemmodelofrigidflexibleco