轨道不平顺影响下高速列车齿轮传动系统的振动特性分析
Vibration Characteristic Analysis of High-speed Train Gear Transmission System Under Track Irregularity
- 机械传动 2021年45卷第4期 页码：135-141
- 作者机构：
1.华东交通大学 机电与车辆工程学院，载运工具与装备教育部重点实验室， 江西 南昌 330013
2.中车南京浦镇车辆有限公司， 江苏 南京 210031
- 作者简介：
肖乾（1977— ），男，湖南常德人，博士，教授，博士生导师，研究方向为车辆/轨道耦合动力学、轮轨关系、数字孪生。
- 基金信息：
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2021.04.022
中图分类号：
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肖乾,程玉琦,许旭.轨道不平顺影响下高速列车齿轮传动系统的振动特性分析[J].机械传动,2021,45(04):135-141.
Xiao Qian,Cheng Yuqi,Xu Xu.Vibration Characteristic Analysis of High-speed Train Gear Transmission System Under Track Irregularity[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(04):135-141.
肖乾,程玉琦,许旭.轨道不平顺影响下高速列车齿轮传动系统的振动特性分析[J].机械传动,2021,45(04):135-141. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.04.022.
Xiao Qian,Cheng Yuqi,Xu Xu.Vibration Characteristic Analysis of High-speed Train Gear Transmission System Under Track Irregularity[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(04):135-141. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.04.022.
摘要
为了分析高速列车齿轮传动系统在轨道不平顺激励影响下的振动特性变化规律，利用动力学软件SIMPACK建立包含齿轮传动系统的整车动力学模型，分别在大、小齿轮内部布置测点，进行无轨道不平顺和有轨道不平顺工况下的动力学仿真实验，获得高速列车时速250 km/h时大、小齿轮的振动加速度。对大、小齿轮横向、纵向和垂向振动加速度幅值进行频域分析，并对比分析了齿轮传动系统在有、无轨道不平顺工况的振动幅值、频谱分布。结果表明，由于轨道不平顺激励的影响，高速列车齿轮传动系统的横向、纵向和垂向振动加强，振动加速度均增幅明显，其中，垂向振动加速度变化幅值最大。齿轮传动系统的振动频率主要集中在0~400 Hz，小齿轮和大齿轮横向振动受轨道不平顺的影响规律一致，但小齿轮受到纵向振动的影响略小于大齿轮，小齿轮受到垂向振动的影响略大于大齿轮。
Abstract
In order to analyze the vibration characteristics of high-speed train gear transmission system under the influence of track irregular excitation， the dynamics software SIMPACK is used to establish a vehicle dynamic model including the gear transmission system， and the measurement points are arranged inside the large and small gears respectively. Dynamics simulation experiments under no track irregularities and conditions with track irregularities can obtain the vibration acceleration of large and small gears at a speed of 250 km/h for high-speed trains. The horizontal， vertical and vertical vibration acceleration amplitudes of the large and small gears are analyzed in frequency domain， and then the vibration amplitude and frequency spectrum distribution of the gear transmission system in the presence and absence of track irregularities are compared and analyzed. The results show that due to the influence of track irregular excitation， the lateral， longitudinal and vertical vibrations of the high-speed train gear transmission system are strengthened， and the vibration acceleration increases significantly， among which the vertical vibration acceleration has the largest amplitude change. The vibration frequency of the gear transmission system is mainly concentrated in 0~400 Hz. The lateral vibration of the pinion and the large gear is affected by the track irregularity， but the longitudinal vibration of the pinion is slightly smaller than that of the large gear， and the vertical vibration of the pinion is slightly larger than that of the large gear.
关键词
齿轮系统轮轨激励振动特性振动幅值频域分析
Keywords
Gear systemWheel-rail excitationVibration characteristicVibration amplitudeFrequency domain analysis
references
潘嵩岩，苏建，宫海彬，等.高速列车架悬式驱动装置振动特性分析［J］.重庆交通大学学报（自然科学版），2015，34（2）：152-155.
PAN Songyan，SU Jian，GONG Haibin，et al.Vibration characteristics analysis of high-speed train frame suspension drive［J］.Journal of Chongqing Jiaotong University （Natural Science Edition），2015，34（2）：152-155.
李夫忠，黄冠华，何鸿云.高速列车齿轮传动系统黏滑振动特性分析［J］.机械传动，2015，39（3）：132-136.
LI Fuzhong，HUANG Guanhua，HE Hongyun.Analysis of stick-slip vibration characteristics of high speed train gear transmission［J］.Journal of Mechanical Transmission，2015，39（3）：132-136.
杨广雪，李广全，刘志明，等.轮轨激励下高速列车齿轮箱箱体振动特性分析研究［J］.铁道学报，2017，39（11）：46-52.
YANG Guangxue，LI Guangquan，LIU Zhiming，et al.Analysis and research on vibration characteristics of high-speed train gear boxes under wheel-rail excit-ation［J］.Journal of Railway，2017，39（11）：46-52.
王文静，闫瑞国，李广全，等.中国标准动车组齿轮箱箱体动态特性分析研究［J］.振动工程学报，2019，32（3）：534-539.
WANG Wenjing，YAN Ruiguo，LI Guangquan，et al.Analysis and research on the dynamic characteristics of the gearbox of chinese standard EMU［J］.Journal of Vibration Engineering，2019，32（3）：534-539.
陈笑镝.时速250公里中国标准动车组振动特性及传递规律研究［D］.北京：北京交通大学，2019：34-37.
CHEN Xiaodi.Research on vibration characteristics and transmission law of chinese standard EMU at 250 km/h［D］.Beijing：Beijing Jiaotong University，2019：34-37.
牛治慧.高速列车轴箱系统振动特性及试验研究［D］.长春：吉林大学，2019：44-51.
NIU Zhihui.Vibration characteristics and experimental study of high-speed train axle box system［D］.Changchun：Jilin University，2019：44-51.
MI C，LIU J，XIAO X，et al.Random vibration fatigue life assessment and optimization of a train buffer beam considering welding residual stress［J］.Journal of Mechanical Science and Technology，2020，34（12）：1071-1080.
陈杨，宁静，王靖铭，等.轨道不平顺对高速列车小幅蛇行运动的影响［J］.现代制造工程，2019（7）：55-59.
CHEN Yang，NING Jing，WANG Jingming，et al.Effect of track irregularity on small-scale serpentine motion of high-speed train［J］.Modern Manufacturing Engineering，2019（7）：55-59.
徐金辉.高速车辆—轨道耦合系统随机振动分析及轨道不平顺评价方法研究［D］.成都：西南交通大学，2016：79-90.
Xu Jinhui.Random vibration analysis of high-speed vehicle-track coupling system and research on track irregularity evaluation method［D］.Chengdu：Southwest Jiaotong University，2016：79-90.
XIAO X，SUN Z，SHEN W.A Kalman filter algorithm for identifying track irregularities of railway bridges using vehicle dynamic responses［J］.Mechanical Systems and Signal Processing，2020，138：106582.
SINGRESU S R.机械振动［M］.4版.李欣业，张明路，译.北京：清华大学出版社，2009：94-105.
SINGRESU S R.Mechanic al vibration［M］.LI Xingye，ZHANG Minglu，Translate.4th Edition. Beijing： Tsinghua University Press，2009：94-105.
王萌，李强，孙守光.基于应力响应的多频率激励载荷识别研究［J］.铁道学报，2015，37（2）：27-33.
WANG Meng，LI Qiang，SUN Shouguang. Research on multi-frequency excitation load identification based on stress response［J］.Journal of Railway，2015，37（2）：27-33.
朱海燕，尹必超，胡华涛，等.谐波转矩对高速列车齿轮箱体与牵引电机振动特性的影响［J］.交通运输工程学报，2019，19（6）：65-76.
ZHU Haiyan，YIN Bichao，HU Huatao，et al.Influence of harmonic torque on vibration characteristics of high-speed train gearbox and traction motor［J］.Journal of Traffic and Transportation Engineering，2019，19（6）：65-76.
铁道部标准计量研究所.列车牵引计算规程：TB/T 1407—1998［S］.北京：中国标准出版社，1998：15-18.
Nstitute of standard metrology ministry of railways. Train traction calculation rules：TB/T 1407—1998［S］.Beijing：China Standard Press，1998：15-18.
陈特放.电力牵引系统及其故障诊断技术［M］.长沙：中南大学出版社，2009：43-45.
CHEN Tefang.Electric traction system and its fault diagnosis technology［M］.Changsha：Central South University Press，2009：43-45.
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