CMC-16道岔打磨车走行齿轮箱关键设计技术研究

论文摘要

钢轨打磨列车是高速、重载铁路及城市轨道交通线路整修的重要技术装备。CMC-16道岔打磨车可以对各类线路进行连续打磨作业,消除钢轨的磨耗及其它各种局部缺陷。在钢轨打磨车走行传动系统中,走行齿轮箱是其关键核心部件,它的好坏能直接影响到打磨车使用的安全性、舒适性和操控性,打磨车车作业和高速走行均由它驱动。我国现装车使用的打磨车齿轮箱,因设计不合理,齿轮箱性能低、可靠性差,故障率高。齿轮箱在运行时存在温度过高,换挡效率低、锁紧不可靠、换挡锁紧机构易损坏,润滑不充分及密封不可靠等问题,从而影响整车的使用效率。钢轨打磨车齿轮箱设计制造的关键技术一直是困扰我国钢轨打磨技术快速发展的重要因素。本文以CMC-16道岔打磨车走行齿轮箱为主要研究对象。首先,对打磨车的总体技术参数、运用条件和齿轮箱的设计要求进行了综合研究分析,通过理论计算分析,对齿轮箱系统参数进行了设计,为进一步研究提供基础。其次,结合我国钢轨打磨车齿轮箱的使用现状,针对CMC-16道岔打磨车走行齿轮箱的关键设计技术,从理论分析、计算和试验验证方面入手,分别对齿轮箱箱体、换挡锁紧机构、润滑系统、密封系统等关键设计技术进行了较为深入细致的研究分析和设计开发。优化了齿轮箱的综合性能,克服了现使用的打磨车齿轮箱所存在的弊病,提高了齿轮箱的可靠性。最后,对本文设计开发的齿轮箱的润滑和密封性能,齿轮箱热负荷性能,齿轮箱强度和振动,换挡锁紧机构操纵性能等主要性能指标和设计计算正确性进行了试验验证。通过本文的研究,克服了现使用的打磨车齿轮箱所存在的弊病,为今后相关领域进一步的研究工作打下了良好的基础。本文将设计、计算、建模、分析和试验验证一体的研究,对齿轮箱的设计水平和设计效率的提高具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 钢轨打磨的现状及发展趋势
• 1.2 钢轨打磨车齿轮箱的研究现状和主要问题
• 1.3 论文研究背景及意义
• 1.4 论文的主要研究内容
• 第二章 齿轮箱换挡锁紧机构研究开发
• 2.1 换挡锁紧机构作用
• 2.2 养路机械齿轮箱换挡锁紧机构分析
• 2.3 齿轮箱换挡锁紧机构设计分析
• 2.3.1 换挡锁紧机构原理
• 2.3.2 换挡机构设计开发
• 2.3.3 锁紧机构设计开发
• 2.3.4 换档锁紧机构材料分析
• 2.3.5 换挡花键计算分析
• 2.3.6 换挡锁紧机构特点
• 2.4 本章小结
• 第三章 齿轮箱润滑与密封系统设计分析
• 3.1 润滑系统设计分析
• 3.1.1 养路机械齿轮箱润滑系统分析
• 3.1.2 齿轮箱润滑系统设计分析
• 3.1.3 润滑系统的特点
• 3.2 密封系统设计分析
• 3.2.1 齿轮箱密封方法研究
• 3.2.2 养路机械密封系统分析
• 3.2.3 齿轮箱密封系统设计分析
• 3.2.4 密封系统的材料分析
• 3.2.5 密封系统的特点
• 3.3 本章小结
• 第四章 齿轮箱箱体设计分析
• 4.1 箱体设计分析
• 4.1.1 箱体主要功能
• 4.1.2 箱体设计要求
• 4.2 箱体的毛坯、材料和热处理
• 4.3 传动参数设计与计算分析
• 4.3.1 齿轮设计计算与分析
• 4.3.2 轴承计算分析
• 4.4 箱体结构与参数设计
• 4.4.1 箱体参数设计分析
• 4.4.2 箱体结构设计分析
• 4.5 齿轮箱热平衡计算分析
• 4.5.1 热平衡理论分析
• 4.5.2 热平衡计算
• 4.6 本章小结
• 第五章 齿轮箱箱体的有限元分析
• 5.1 箱体实体模型的建立和简化
• 5.1.1 箱体实体模型的建立
• 5.1.2 箱体实体模型简化
• 5.2 箱体有限元模型的建立
• 5.2.1 修正几何模型
• 5.2.2 箱体材料属性的确定
• 5.2.3 单元选择和网格划分
• 5.2.4 载荷计算与约束处理
• 5.3 箱体静强度分析结果
• 5.4 箱体动力学模态分析
• 5.4.1 模态分析基本思想
• 5.4.2 模态分析的基本原理
• 5.4.3 模态分析的过程
• 5.4.4 模态分析计算结果
• 5.5 齿轮箱箱体的试验模态分析
• 5.5.1 模态试验测试系统的建立
• 5.5.2 测试仪器及分析设备
• 5.5.3 测点布置及测试方案
• 5.5.4 齿轮箱的试验模态分析结果
• 5.6 本章小结
• 第六章 齿轮箱的试验论证
• 6.1 齿轮箱密封试验
• 6.2 齿轮箱润滑及热负荷试验
• 6.3 齿轮箱应力测试试验
• 6.4 齿轮箱振动试验
• 6.4.1 振动试验结果
• 6.4.2 信号分析
• 6.5 齿轮箱装车考核试验
• 6.6 试验结果分析
• 6.7 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录