本文關(guān)鍵詞：動(dòng)車組齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)形式之一,隨著齒輪傳動(dòng)向高速、重載方向發(fā)展,齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究已經(jīng)成為工程實(shí)際中越發(fā)熱門的課題。本文的研究依托國家自然科學(xué)基金和鐵道部高速鐵路基礎(chǔ)研究基金(U1234208),研究對象為某高速列車齒輪傳動(dòng)系統(tǒng),通過建立傳動(dòng)系統(tǒng)模型,結(jié)合振動(dòng)理論、有限單元法,對齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究：首先,基于三維實(shí)體建模軟件Solid works對某型高速列車齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行模型創(chuàng)建。建立包含齒輪副、傳動(dòng)軸以及箱體的傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)體模型,研究精確建立斜齒圓柱齒輪方法以及齒輪嚙合約束方式,根據(jù)實(shí)際情況與仿真計(jì)算需求,對模型進(jìn)行簡化處理,基于ANSYS Workbench軟件建立系統(tǒng)有限元模型。其次,對齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)靜態(tài)特性進(jìn)行研究。分析在極限載荷工況下,齒輪嚙合區(qū)域接觸應(yīng)力分布形式以及最大應(yīng)力值,根據(jù)經(jīng)典赫茲理論,對斜齒圓柱齒輪最大嚙合應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算,仿真結(jié)果與理論計(jì)算偏差不超過5%;分析極限載荷工況下,箱體應(yīng)力分布情況以及最大應(yīng)力發(fā)生位置,找出箱體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度薄弱環(huán)節(jié),為箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化、故障診斷與分析提供理論依據(jù),結(jié)果表明箱體最大應(yīng)力發(fā)生在小齒輪軸承孔附近,但箱體整體應(yīng)力水平較低,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足需求。然后,對齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究。通過對系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析,提取系統(tǒng)模態(tài)參數(shù),結(jié)果顯示齒輪傳動(dòng)低頻階段主要表現(xiàn)為大齒輪振動(dòng),隨頻率提高,小齒輪振動(dòng)逐漸顯現(xiàn),箱體模態(tài)參數(shù)表明箱體在多階頻率處都有下箱體內(nèi)部隔板的局部振動(dòng),可通過增加板厚的方法提高局部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；通過對齒輪嚙合過程進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析,研究系統(tǒng)在齒輪嚙合造成的內(nèi)部激勵(lì)作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng),表明內(nèi)部激勵(lì)造成的應(yīng)力波動(dòng)在15%左右；通過對箱體進(jìn)行諧響應(yīng)分析,研究箱體在不同頻率正弦載荷激勵(lì)作用下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng),結(jié)果表明箱體在630Hz頻率下表現(xiàn)出較為明顯的振動(dòng)。最后,借助機(jī)車車輛滾動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)研究高速列車齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在輪軌沖擊等外部激勵(lì)作用下箱體的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。結(jié)果顯示箱體振動(dòng)響應(yīng)隨列車速度提高而加劇,箱體不同部位垂向橫向振動(dòng)加速度有差異,不同速度下振動(dòng)加速度頻域特征有所不同,隨速度提高,高頻區(qū)域振動(dòng)能量也逐步增加。
【關(guān)鍵詞】：齒輪傳動(dòng) 接觸應(yīng)力 模態(tài)分析 諧響應(yīng)分析
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U266;TH132.41
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及研究意義10-13
• 1.1.1 課題背景10-13
• 1.1.2 研究意義13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 箱體動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文研究內(nèi)容及方法16-17
• 第2章 計(jì)算、仿真基本理論17-25
• 2.1 機(jī)械CAD/CAE相關(guān)軟件介紹17-19
• 2.1.1 SolidWorks軟件17
• 2.1.2 ANSYS Workbench軟件17-19
• 2.2 有限元分析理論基礎(chǔ)19-21
• 2.2.1 有限單元法19-20
• 2.2.2 拉格朗日插值方法20-21
• 2.3 接觸理論21-22
• 2.4 傅立葉變換22-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)模型建立25-31
• 3.1 前言25
• 3.2 實(shí)體模型25-28
• 3.2.1 傳動(dòng)系統(tǒng)模型25-27
• 3.2.2 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模型27-28
• 3.2.3 裝配體模型28
• 3.3 有限元模型28-30
• 3.3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)有限元模型29
• 3.3.2 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有限元模型29-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)靜態(tài)特性研究31-41
• 4.1 前言31
• 4.2 齒輪強(qiáng)度校核31-37
• 4.2.1 赫茲理論接觸應(yīng)力計(jì)算32-35
• 4.2.2 有限單元法接觸應(yīng)力仿真計(jì)算35-37
• 4.3 箱體強(qiáng)度校核37-40
• 4.4 本章小結(jié)40-41
• 第5章 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究41-55
• 5.1 前言41
• 5.2 模態(tài)分析41-50
• 5.2.1 傳動(dòng)系統(tǒng)模態(tài)42-46
• 5.2.2 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模態(tài)46-50
• 5.3 齒輪嚙合瞬態(tài)分析50-53
• 5.3.1 內(nèi)部激勵(lì)來源分析50-52
• 5.3.2 瞬態(tài)分析52-53
• 5.4 箱體諧響應(yīng)分析53-54
• 5.5 本章小結(jié)54-55
• 第6章 齒輪箱振動(dòng)試驗(yàn)研究55-63
• 6.1 前言55
• 6.2 設(shè)備介紹55
• 6.3 試驗(yàn)準(zhǔn)備55-57
• 6.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析57-62
• 6.5 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論與展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的科研項(xiàng)目69-70
• 附件70-71

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