高速列车主动轮对齿轮箱对其动平衡测试影响的研究

摘要

近年来随着高速铁路的快速发展,列车的运行速度越来越快。轮对动平衡性能的好坏直接影响到列车的安全和运行品质。由于主动轮对与齿轮箱的装配关系,在对主动轮对动平衡测量过程中,齿轮箱的存在会使主动轮对主轴产生横向振动和扭转振动,这些因素会对主动轮对动平衡的测量产生一定的影响。本文致力于研究齿轮箱系统对主动轮对动平衡值的影响。
　　本文以高速列车CRH2型动车主动轮对及齿轮箱为研究对象,采用Pro/E对齿轮箱和主动轮对进行建模,应用多体动力学软件ADAMS和有限元软件ANSYS建立高速动车主动轮对及齿轮箱的刚柔混合动力学模型,对系统中轮对主轴的横向振动和扭转振动特性进行仿真分析。研究工作主要如下:
　　(1)广泛查阅国内外轮对动平衡方面的研究现状和齿轮箱系统对主轴振动影响的文献资料。
　　(2)首先根据CRH2型动车实际尺寸参数建立主动轮对、齿轮、齿轮箱、轴承和端盖三维模型等,然后根据他们的位置关系进行装配。将Pro/E中建立好的三维模型通过Pro/E和ADAMS的端口导入到ADAMS中,根据零部件之间的实际运动情况施加运动副。
　　(3)对结构复杂的主动轮对采用ANSYS对其进行柔性化处理,建立主动轮对及齿轮箱刚柔混合模型,对主动轮对主轴的横向振动和扭转振动进行仿真分析。
　　(4)通过仿真得到了各种条件下的固有频率、振型等模态特性,并对其进行强迫振动分析,研究了各种振动的强迫振动响应特性。
　　通过以上的仿真分析,本文得出了齿轮箱系统对轮对主轴振动产生影响,这对主动轮对动平衡的测量是有着重要的意义,并为如何克服齿轮箱系统对主动轮对动平衡的影响提供参考依据。

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主要符号说明

第一章 绪论

1.1 课题的来源

1.2 课题研究的目的和意义

1.3 列车轮对动平衡研究现状

1.4 齿轮箱轴系振动的研究现状

1.5 本文研究对象与内容

第二章 主动轮对动平衡检测的基本原理

2.1 轮对不平衡检测及校正的必要性

2.2 轮对转子动平衡的基本原理

2.3 车轮不平衡的几种方式[29]

2.4 轮对不平衡的处理方式

2.5 本章小结

第三章 主动轮对及齿轮箱刚柔模型的建立

3.1 主动轮对与齿轮箱几何建模方法

3.2 主动轮对及齿轮箱多刚体模型的建立

3.3 主动轮对及齿轮箱刚柔混合模型的建立

3.4 本章小结

第四章 主动轮对及齿轮箱刚柔耦合多体系统动力学理论

4.1 概述

4.2 主动轮对及齿轮箱多体动力学基本理论

4.3 主动轮对及齿轮箱刚柔耦合系统动力学理论基础

4.4 本章小结

第五章 主动轮对主轴振动的仿真分析

5.1 基于ADAMS的振动方法

5.2 主动轮对主轴扭转振动特性的仿真分析

5.3 主动轮对主轴横向振动特性的仿真分析

5.4 本章小结

第六章 总结

6.1 主要工作回顾

6.2 本课题今后需进一步研究的地方

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢