论文部分内容阅读
高速列车的普及正在成为当代轨道交通的一个发展趋势。安全问题是高速列车研发中的首要问题。齿轮传动系统的安全性与稳定性又是高速列车研发过程中减少事故的一个关键,而齿轮传动系统的转子动力学特性的研究及齿轮传动系统的动力学仿真是高速列车传动齿轮箱设计中的一个重要环节。本论文基于转子动力学理论,借助MATLAB软件,研究了不耦合和耦合两种情况下,高速列车传动齿轮箱齿轮——轴承转子系统的动力学特性,为高速列车运转的稳定性问题提出了参考性建议;基于虚拟样机技术,针对齿轮系统的柔性体模型,进行了动力学特性仿真,为齿轮的强度、刚度及疲劳寿命的研究提供重要的参考依据。本文的主要工作如下:1.介绍了传统传递矩阵法和Riccati传递矩阵法的具体计算方法,得到两种计算方法求解转子系统临界转速的频率特征方程,并说明了本论文选择Riccati传递矩阵法的主要原因。2.分别计算了单轴转子中各轴段的集总质量、集总转动惯量、油膜刚度、参振轴承座的质量和刚度等参数,列出了不考虑齿轮耦合问题时,单轴的Riccati传递矩阵,编写了MATLAB计算程序,求解出高速轴和低速轴的各阶临界转速,得到了各阶临界转速下单轴转子的振型图和弯矩图,分析了不考虑齿轮耦合时单轴的振动情况。3.对考虑齿轮耦合时多转子系统的弯扭耦合情况下的整体传递矩阵法做出了深入的研究,并说明了斜齿轮耦合矩阵的具体计算方法。4.将本论文研究的高速列车传动齿轮箱齿轮转子系统进行了模型简化,分别列出了每部分模型的传递矩阵,计算得到系统的整体传递矩阵,引入Riccati变换,得到系统在弯扭耦合情况下的特征频率方程,编写了MATLAB计算程序,最终得到输出轴(即低速轴)的临界转速及一部分临界转速下横向和竖直方向的振型图及弯矩图。5.利用Pro/E与ANSYS建立齿轮系统的柔性体模型,运用ADAMS进行动力学仿真,得到特定工况下齿轮传动的啮合力曲线及啮合力的最大值和平均值。