齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是重載貨運(yùn)機(jī)車走行部結(jié)構(gòu)的核心和關(guān)鍵系統(tǒng)之一,傳統(tǒng)的鐵路機(jī)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究中,齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)多采用的是剛體模型,而忽略齒輪模態(tài)及變形對(duì)動(dòng)力學(xué)的影響。為深入研究齒輪傳動(dòng)對(duì)重載機(jī)車動(dòng)力學(xué)的影響,本文分別建立了重載機(jī)車剛性傳動(dòng)和柔性傳動(dòng)系統(tǒng),利用ANSYS和SIMPACK軟件聯(lián)合仿真建立重載機(jī)車多體動(dòng)力學(xué)模型,同時(shí)進(jìn)行重載機(jī)車啟動(dòng)過程及多工況條件下的動(dòng)力學(xué)仿真與分析,研究結(jié)果為重載機(jī)車傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）根據(jù)鐵路重載機(jī)車相關(guān)的模型參數(shù)建立了某型重載貨運(yùn)機(jī)車模型,利用CAD軟件繪制了機(jī)車踏面及鋼軌模型,同時(shí)通過離散化獲得對(duì)應(yīng)離散點(diǎn)以制作可供SIMPACK調(diào)用的文本。（2）采用SIMPACK軟件中的225號(hào)力元,根據(jù)齒輪模型參數(shù)建立剛性齒輪系統(tǒng),將齒輪傳動(dòng)模型作為子系統(tǒng)導(dǎo)入機(jī)車轉(zhuǎn)向架模型中。同時(shí)根據(jù)機(jī)車結(jié)構(gòu)和參數(shù),建立了考慮齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)激勵(lì)的整車多體動(dòng)力學(xué)模型。通過模態(tài)計(jì)算獲得柔性齒輪模型的振型以及模態(tài)結(jié)果,將其導(dǎo)入SIMPACK得到柔性體齒輪模型,同時(shí)將其作為子結(jié)構(gòu)導(dǎo)入模型建立含柔性傳動(dòng)系統(tǒng)的重載機(jī)車模型。（3）采用美國五級(jí)軌道譜,進(jìn)行了齒輪... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

轉(zhuǎn)向架前

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第12頁圖2-1轉(zhuǎn)向架前、后齒輪傳動(dòng)示意圖Simpack軟件提供了兩種主要類型的齒輪副力元，一種是14號(hào)力元，只考慮驅(qū)動(dòng)軸和從動(dòng)軸上的等效扭矩，沒有考慮輪齒間的接觸應(yīng)力和嚙合時(shí)變剛度，適用于不考慮齒輪嚙合動(dòng)態(tài)特性而僅考慮輸入輸出扭矩的的情況；另外一種是225號(hào)力元，該力元通過齒面上的柔性穿透量和接觸剛度計(jì)算輪齒間的嚙合力，考慮了嚙合時(shí)齒輪的接觸剛度、法向阻尼、齒面間摩擦力。進(jìn)行機(jī)車傳動(dòng)系統(tǒng)的多體動(dòng)力學(xué)建模。該型重載機(jī)車類型為軸式2（B0-B0）的大功率貨運(yùn)電力機(jī)車，軸重可由23t改變?yōu)?5t。每臺(tái)轉(zhuǎn)向架包括轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、機(jī)車輪對(duì)、一系懸掛、機(jī)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、二系懸掛裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等部件組成。圖2-2即為所建的含齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的某型重載機(jī)車轉(zhuǎn)向架SIMPACK模型。圖2-2某型機(jī)車轉(zhuǎn)向架多體動(dòng)力學(xué)模型二系空氣彈簧軸箱虛車體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架輪對(duì)牽引電機(jī)

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第13頁(二)機(jī)車多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模利用SIMPACK軟件建模時(shí)，通過引入虛車體的概念,在轉(zhuǎn)向架模型中建立一個(gè)沒有質(zhì)量的物體。虛車體和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間通過空氣彈簧、橫向減振器、抗蛇行減震器、牽引拉桿等連接，在最后組裝時(shí)再將車體和虛車體建立約束關(guān)系，建模時(shí)車體結(jié)構(gòu)和其它部件均考慮為剛體。SIMPACK軟件建立的相同模型可存儲(chǔ)為子結(jié)構(gòu),如剛體構(gòu)架,以便用于車輛動(dòng)力學(xué)仿真，子結(jié)構(gòu)的變化自動(dòng)在整個(gè)機(jī)車模型中產(chǎn)生相應(yīng)變化。軟件系統(tǒng)提供5級(jí)數(shù)據(jù)庫，包括機(jī)車車輛模型、多體子結(jié)構(gòu)模型如構(gòu)架BogieFrame、包含多體系統(tǒng)基本元素如力元ForceElement、包含各種表和數(shù)據(jù)文件,如沒有經(jīng)過濾波的數(shù)據(jù),測(cè)量的輪軌輪廓等等。根據(jù)重載機(jī)車的相關(guān)參數(shù)，將上述齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)作為子結(jié)構(gòu)導(dǎo)入轉(zhuǎn)向架模型，其中電機(jī)、抱軸軸承簡(jiǎn)化成同一個(gè)體，且抱軸軸承被鉸接在輪對(duì)質(zhì)心處，僅僅具有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，牽引電機(jī)吊桿上方建立了彈性力元。主動(dòng)齒輪與牽引電機(jī)的輸出軸鉸接，而從動(dòng)齒輪則與輪軸采用0號(hào)鉸固定。機(jī)車牽引扭矩通過牽引電機(jī)的輸出軸，分別施加于主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)輪對(duì)旋轉(zhuǎn)、帶動(dòng)機(jī)車運(yùn)行。本文所建立的含傳動(dòng)系統(tǒng)的重載機(jī)車多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型如圖2-3所示。圖2-3某型機(jī)車多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型


本文編號(hào)：2958312