高速列车传动齿轮箱的热平衡计算分析

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1、申请上海交通大学工程硕士学位论文高速列车传动齿轮箱的热平衡计算分析学校：上海交通大学院系：机械与动力工程学院工程领域：机械工程交大导师：张武高副教授企业导师：周平教授级高工工程硕士：黄智勇学号：1040212072上海交通大学机械与动力工程学院2007年5月ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringINVESTIGATIONONTHERMOBALANCEOFTRANSMISSIONGEARBOXINHI

2、GHSPEEDTRAINAuthor：HuangZhiyongSpecialty:MechanicalEngineeringAdvisorI:AssociateProf.ZhangWugaoAdvisorII:Prof.ZhouPingSchoolofMechanicalandPowerEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaMay30,2007上海交通大学工程硕士学位论文摘要高速列车传动齿轮箱的热平衡计算分析摘要列车高速运行时，传动齿轮箱在热方

3、面的工作环境非常恶劣，本文针对中国南车集团戚墅堰研究所开发的300km/h电动车组传动齿轮箱进行了热分析研究。首先，研究高速列车传动齿轮箱的发热机理，分析其内部热源的种类和传热途径，在查阅大量文献的基础上，选取一套适用于高速列车齿轮箱的热功率损失计算方法，定量评估了各种损失在齿轮箱热损失中所占的比例，及齿轮箱的各个参数对功率损失的影响，提出了降低热平衡温度措施，为设计高速列车齿轮箱提供了参考。然后，建立了高速列车传动齿轮箱的热分析数学模型，使用CFD软件Fluent对高速列车的平衡温度场进行了计算，并与实际测量数据

4、进行对比，在验证模型有效性的基础上，分析了传动齿轮箱的温度场分布规律。最后，使用该模型模拟分析了列车运行速度和齿轮箱浸油深度对齿轮箱平衡温度的影响，并对列车在实际运行时的齿轮箱平衡温度场进行了预测。该论文为高速列车传动齿轮箱平衡温度的预测和齿轮箱的可靠运行研究提供了理论基础。关键词：高速列车，传动齿轮箱，热功率损失，平衡温度场，计算分析I上海交通大学工程硕士学位论文AbstractINVESTIGATIONONTHERMOBALANCEOFTRANSMISSIONGEARBOXINHIGHSPEEDTRAINABS

5、TRACTThethermaloperationconditionsofdrivegearboxareveryseverewhenthetrainrunsathighspeed.TheresearchobjectofthisthesisistoanalyzethegearboxwhichisdevelopedbyCSRQishuyanresearchinstituteandisusedin300km/hhighspeedtrain.Atfirst,thegenerationmechanismoftheheatinh

6、ighspeedgearboxwasinvestigated,thecategoryandtransfermodesofheatsourceswereanalyzed.Basedontheformerresearch,themethodsuitableforcalculatingthethermalpowerlossofhighspeedgearboxwasproposed.Byusingthismethod,theproportionofthermalpowerlossesandtheeffectofgearbo

7、xparameterswereevaluatedquantificationally.Onthisbase,themethodtodecreasethethermalbalancetemperaturewasadvised,whichwillbegreathelpfulforthedesignofhighspeedgearbox.Then,themathematicalandphysicalmodelforhighspeedgearboxthermalanalysiswasbuilt,TheCFDmethodwas

8、adoptedtosolvethemodel.Thecalculatingresultsofthebalancetemperaturefieldisvalidatedbyusingtestdatafromthetestrig.Onthevalidationbase,temperaturedistributionpatternofthegearboxwasan