机车驱动齿轮内部动态激励的影响分析

论文摘要

驱动齿轮系统作为机车驱动装置的主要部件,用来传递牵引电机的输出扭矩,驱动轮对转动,具有传动效率高、结构紧凑、传动平稳等优点。但是,驱动齿轮系统作为一个复杂的弹性传动系统,在激励作用下将产生振动。为保证列车运行时的高可靠性和高安全性,对驱动齿轮系统提出了更高的要求,要求对其进行更加全面和深入的研究。利用机车驱动齿轮传动系统非线性动力学模型,分别计算驱动齿轮系统各参数变化所引起的系统响应。结果表明,机车驱动齿轮误差幅值对系统的振动影响明显,随着误差幅值的增大,系统振动加剧；随机车驱动齿轮啮合阻尼比的减小,齿轮系统由单频周期响应很快变为混沌响应,啮合振动剧烈；随机车驱动齿轮外载力矩的增大,系统振动加剧,但系统的位移和速度响应仍为周期响应。基于对机车驱动齿轮内部动态激励的介绍,应用齿轮动态啮合力的计算公式和计算多体动力学软件SIMPACK,建立了机车动力学仿真模型,设定机车在驱动齿轮内部动态激励单独激励和与轨道激励共同激励两种计算工况,对机车在直线和曲线运行时的动力学性能进行仿真。结果表明,在模型中不考虑轨道不平顺,只考虑齿轮内部动态激励单独激励的工况下,齿轮内部动态激励对电机的振动有明显影响,构架和车体振动无明显影响；在同时考虑齿轮内部动态激励与轨道激励的模型中,内部动态激励对电机振动有明显影响,对构架和车体的振动无明显影响,对机车运动稳定性和曲线通过性能影响不明显。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文选题背景
• 1.2 齿轮内部动态激励介绍
• 1.2.1 刚度激励介绍
• 1.2.2 误差激励介绍
• 1.2.3 啮合冲击激励介绍
• 1.2.4 齿轮非线性动力学方程
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 齿轮系统动力学研究概况
• 1.3.2 齿轮动态激励研究概况
• 1.3.3 机车驱动齿轮动力学研究概况
• 1.4 论文主要研究内容
• 第2章 机车驱动齿轮动力学性能分析
• 2.1 机车驱动齿轮动力学方程
• 2.2 机车驱动齿轮刚度激励数值模拟
• 2.3 机车驱动齿轮动力学方程数值解法
• 2.3.1 方程数值解法
• 2.3.2 计算程序
• 2.4 机车驱动齿轮动力学性能分析
• 2.4.1 机车传动系统参数
• 2.4.2 机车驱动齿轮误差激励的影响
• 2.4.3 机车驱动齿轮啮合频率的影响
• 2.4.4 机车驱动齿轮啮合力的影响
• 2.4.5 机车驱动齿轮阻尼比的影响
• 2.5 本章小结
• 第3章 机车动力学模型及性能分析
• 3.1 计算多体系统动力学基本理论
• 3.2 机车动力学建模
• 3.2.1 机车结构介绍及简化
• 3.2.2 轮轨关系
• 3.2.3 轨道随机不平顺
• 3.3 机车动力学评价指标
• 3.3.1 稳定性评价
• 3.3.2 平稳性评价指标
• 3.3.3 曲线通过评价指标
• 3.4 机车动力学性能分析
• 3.4.1 运动稳定性分析
• 3.4.2 运行平稳性分析
• 3.4.3 曲线通过性能分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 驱动齿轮内部激励对机车动力性能影响分析
• 4.1 驱动齿轮系统内部动态激励模拟
• 4.2 齿轮内部动态激励单独激励工况分析
• 4.2.1 直线运行工况分析
• 4.2.2 曲线运行工况分析
• 4.3 齿轮内部动态激励与轨道激励共同激励工况分析
• 4.3.1 非线性运动稳定性分析
• 4.3.2 直线运行平稳性分析
• 4.3.3 曲线通过性能分析
• 4.3.4 不同车速工况影响分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文