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动态激励下高速列车齿轮传动系统振动特性分析
  • ISSN号:1001-8360
  • 期刊名称:《铁道学报》
  • 时间:0
  • 分类:U260.111[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031, [2]中国北车集团长春轨道客车股份有限公司,吉林长春130024
  • 相关基金:国家自然科学基金(U1234208);中国铁路总公司科技研究开发计划(2013J008-A)
中文摘要:

为了研究高速列车齿轮传动系统动态特性,内部激励考虑齿轮的时变啮合刚度和传递误差,扭矩波动表示输入端激励,负载端激励考虑由黏滑振动引起的负载波动.利用有限元方法得到高速列车齿轮系统时变啮合刚度,考虑齿轮啮合误差,并用傅里叶级数展开.结合非线性多尺度近似解析方法,利用单自由度扭转模型分析动态激励对系统振动的影响,同时建立考虑齿轮啮合的高速列车动力车整车动力学模型.研究表明:齿轮传动系统中存在谐波振动,扭矩波动不仅会增大轮齿的角加速度和啮合力,同时使齿轮箱的振动加剧,并改变系统的振动主频,可能引发共振.黏滑振动将使齿轮系统的各项指标急剧增大,严重影响齿轮的啮合平稳性,在实际运营中应尽量避免.

英文摘要:

In order to study the dynamic characteristics of the gear transmission system of high-speed train,a dynamic model of the gear system subjected to internal and external excitations was developed.The internal excitations included the time-varying stiffness and transmission errors,the external excitations included the harmonic torques at the source end and the torque fluctuations caused by stick-slip vibrations at the load end.Time-varying mesh stiffness of meshing teeth pairs was calculated through finite element analysis.The mesh stiffness and transmission error were expressed using the technique of Fourier series expansion.The theory of the non-linear multiple scales method was used to analyze the harmonic characteristics according to the single degree of freedom equation of torsional vibrations.The multi-body dynamics model of motor car including the driving system was established,and the force and moments generated in the gear mesh were considered.The results show as follows:The torque fluctuation increases the angular acceleration and meshing force of gear,intensifies the vibration of gearbox,and also changes the main vibration frequency,thus initiating resonance; stick-slip oscillations cause all performance indexes of gearbox to rise dramatically and affect gear mesh stability seriously,this should be avoided in operation as far as possible.

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期刊信息
  • 《铁道学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国铁道学会
  • 主编:王德
  • 地址:北京复兴路10号中国铁道学会
  • 邮编:100844
  • 邮箱:tdxb@vip.163.com
  • 电话:010-51848021 51873116
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-8360
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2104/U
  • 邮发代号:2-308
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊,百种中国杰出学术期刊,中国科协第一、二届优秀学术期刊,入选学位与研究生教育中文重要期刊目录,中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17030