高速动车组驱动齿轮箱的约束模态分析与结构改进
Constrained Modal Analysis and Structure Improvement of Drive Gearbox of High-speed EMU
- 机械传动 2021年45卷第6期 页码：153-158
- 作者机构：
1.北方工业大学 机械与材料工程学院， 北京 100144
- 作者简介：
郝伟（1994— ），男，山西大同人，硕士研究生，主要研究方向为高速动车组驱动齿轮箱模态仿真研究。
徐宏海（1967— ），男，浙江萧山人，博士研究生，教授，研究方向为机械传动、先进制造技术。
- 基金信息：
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2021.06.023
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郝伟,徐宏海.高速动车组驱动齿轮箱的约束模态分析与结构改进[J].机械传动,2021,45(06):153-158.
Hao Wei,Xu Honghai.Constrained Modal Analysis and Structure Improvement of Drive Gearbox of High-speed EMU[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(06):153-158.
郝伟,徐宏海.高速动车组驱动齿轮箱的约束模态分析与结构改进[J].机械传动,2021,45(06):153-158. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.06.023.
Hao Wei,Xu Honghai.Constrained Modal Analysis and Structure Improvement of Drive Gearbox of High-speed EMU[J].Journal of Mechanical Transmission,2021,45(06):153-158. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.06.023.
摘要
以某高速动车组驱动齿轮箱为研究对象，采用APDL语言建立齿轮箱约束模态分析参数化模型，应用弹簧单元模拟轴与箱体之间的结合面，通过有限元分析得到齿轮箱前4阶约束模态振型及其固有频率；运用Sobol局部灵敏度分析方法，确定影响齿轮箱固有频率的关键结构参数，分析关键结构参数对固有频率的影响规律；在此基础上，对关键结构的尺寸参数做出改进，使齿轮箱的1阶、2阶固有频率提高了5%以上，提高了齿轮箱的抗振能力。为高速动车组驱动齿轮箱的改进设计提供了理论依据。
Abstract
Taking the drive gearbox of a high-speed EMU as the research object，uses APDL language to establish the constrained modal analysis parametric model of the gearbox，uses the spring element to simulate the joint surface between the shaft and the box，and the first four mode shape and the natural frequency of gearboxes are obtained through finite element analysis. By using the Sobol local sensitivity analysis method，the key structural parameters that affect the natural frequency of the gearbox is determined，the influence of key structural parameters on the natural frequency is analyzed. On this basis，the size parameters of the key structure improvements are carried out to increase the first and second order natural frequencies of the gearbox by more than 5%，the anti-vibration capability of the gearbox is improved. A theoretical basis for the improved design of the drive gearbox for high-speed EMU is provided.
关键词
齿轮箱约束模态固有频率灵敏度分析结构改进
Keywords
GearboxConstrained modalNatural frequencySensitivity analysisStructural improvement
references
张卫华，缪炳荣.下一代高速列车关键技术的发展趋势与展望［J］.机车电传动，2018（1）：1-5.
ZHANG Weihua，MIAO Bingrong.The development trend and prospect of key technologies for next-generation high-speed trains［J］.Locomotive Electric Drive，2018（1）：1-5.
袁文东.标准动车组齿轮箱箱体强度分析与寿命预测［D］.北京：北京交通大学，2016：21-26.
YUAN Wendong.Strength analysis and life prediction of gearbox case of standard EMUs［D］.Beijing：Beijing Jiaotong University，2016：21-26.
宋逸飞.中国标准动车组轮轴结构振动及疲劳寿命影响因素研究［D］.北京：北京交通大学，2019：13-16.
SONG Yifei.Research on influencing factors of structural vibration and fatigue life of China's Standard EMU wheel and axle［D］.Beijing：Beijing Jiaotong University，2019：13-16.
李晓龙.高速列车齿轮驱动装置建模及其动态特性研究［D］.成都：西南交通大学，2013：25-45.
LI Xiaolong.Research on modeling and dynamic characteristics of high-speed train gear driving device［D］.Chengdu：Southwest Jiaotong University，2013：25-45.
任尊松，刘志明.高速动车组振动传递及频率分布规律［J］.机械工程学报，2013，49（16）：1-7.
REN Zunsong，LIU Zhiming.Vibration transmission and frequency distribution of high-speed EMUs［J］.Chinese Journal of Mechanical Engineering，2013，49（16）：1-7.
黄冠华，张卫华，宋纾崎，等.高速列车驱动齿轮内部动态激扰影响分析［J］.机械传动，2014，38（1）：92-95.
HUANG Guanhua，ZHANG Weihua，SONG Shuqi，et al.Analysis of the influence of dynamic disturbance inside the driving gear of high-speed train［J］.Journal of Mechanical Transmission，2014，38（1）：92-95.
RAO S S.机械振动［M］.4版.李欣业，张明路译.北京：清华大学出版社，2009.8：557-568.
RAO S S.Mechanical vibration［M］.4th ed.LI Xinye，ZHANG Minglu，Jr.Beijing：Tsinghua University Press，2009：557-568.
王新敏，李义强，许宏伟.ANYSYS结构分析单元与应用［M］.北京：人民交通出版社，2011：191-200.
WANG Xinmin，LI Yiqiang，XU Hongwei.ANYSYS structural analysis unit and application［M］.Beijing：People's Communications Press，2011：191-200.
徐宏海.大型立式玻璃磨边机关键力学问题研究［D］.北京：北京工业大学，2013：66-69.
XU Honghai.Research on the key mechanics of large vertical glass edging machine［D］.Beijing：Beijing University of Technology，2013：66-69.
罗继伟，罗天宇.滚动轴承分析计算与应用［M］.北京：机械工业出版社，2009：57-99.
LUO Jiwei，LUO Tianyu.Analysis，calculation and application of rolling bearings［M］.Beijing：Machinery Industry Press，2009：57-99.
王新敏.ANYSYS结构动力分析与应用［M］.北京：人民交通出版社，2014：14-16.
WANG Xinmin.ANYSYS structural dynamic analysis and application［M］.Beijing：People's Communications Press，2014：14-16.
李睿.Sobol'灵敏度分析方法在结构动态特性分析中的应用研究［D］.长沙：湖南大学，2003：6-17.
LI Rui.Application research of sobol' sensitivity analysis method in structural dynamic characteristics analysis ［D］.Changsha：Hunan University，2003：6-17.
于承鑫.复杂产品关键结构设计参数提取与关联拟合方法及其应用［D］.杭州：浙江大学，2019：30-42.
YU Chengxin.Key structure design parameters extraction and correlation fitting methods of complex products and their applications ［D］.Hangzhou：Zhejiang University，2019：30-42.
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