高速及准高速列车变速箱试验技术研究

高速及准高速列车变速箱试验技术研究

一、高速、准高速列车传动齿轮箱试验技术的研究(论文文献综述)

郭正阳[1](2020)在《动车组传动齿轮多失效模式的可靠性分析》文中指出动车组传动齿轮作为牵引传动系统中的重要组成部分,其主要作用是传递电机产生的运动和转矩,用以驱动列车行驶。在此过程中,由于列车长期服役在复杂随机-载荷环境中,致使传递齿轮极易产生失效,并最终对其安全可靠运行产生一定影响。此外,在当前传动齿轮设计与分析中虽然考虑了各种失效模式及其可靠性,但仅对失效导致的直接后果进行分析,如:接触应力增大、齿轮振动加剧、传递效率降低等,较少地研究失效模式及其相关性对可靠性的影响,以致对失效引起的齿轮可靠度变化认识不够。为此,本文从多失效模式下的静态可靠性和失效相关性下动态可靠性两个角度出发,探究了传动齿轮的主要失效模式及其相关性对可靠性的影响,以期深入了解静/动态可靠性的变化趋势。在此基础上,考虑传动齿轮多工况特性对其失效模式的影响,提出了多工况下的齿轮修形优化设计方法,进一步提升了传动齿轮的可靠性。主要工作如下:首先,为探究传动齿轮在多失效模式下的结构性能,提出一种基于多失效模式的传动齿轮静态可靠性分析方法。通过对传动齿轮各失效模式的分析,确定对其危害较大的失效模式。在此基础上,建立相应的结构功能函数,运用Monte Carlo抽样得到其概率分布。基于MATLAB计算失效模式间的相关性矩阵,构建多失效模式相关的可靠性模型,计算传动齿轮可靠度,并进一步对失效模式及其随机变量进行了灵敏度分析。研究表明:失效模式相关性对传动齿轮可靠性有重要影响,其中齿面接触疲劳及其相关随机变量对传动齿轮可靠度影响最大。其次,考虑失效模式间的相关性和时间对可靠度的影响,研究了基于失效相关性的传动齿轮动态可靠性。依据实际载荷工况建立传动齿轮的动力学仿真模型,计算齿轮接触应力-时间历程,并利用雨流计数法对其进行统计处理。通过编制12级载荷谱,计算了随机载荷多次作用下的等效载荷,并对其概率密度分布进行了对比分析。此外,利用Frank Copula函数描述接触疲劳和弯曲疲劳失效模式间的相关性,并综合上述分析,建立了传动齿轮的动态可靠性分析模型,并对其进行了求解。研究表明:单失效模式下,接触疲劳失效随时间变化导致的可靠度降低程度高于弯曲疲劳失效;考虑失效相关性下的可靠度值随时间的变化高于不考虑相关失效,说明不考虑失效相关性时的可靠性分析结果偏于保守。最后,为降低失效发生概率,对多工况下的传动齿轮进行修形优化设计。以扭矩为载荷指标将传动齿轮实际运行工况转化为多工况载荷进行加载,分析得到齿面接触应力、齿面载荷分布及传动误差。选取齿廓和齿向并行的综合修形方法,将修形参数和扭矩作为试验因素,通过正交试验获得16组试验方案,构建修形参数与接触应力间的响应面函数,利用遗传算法寻优得到各修形参数最佳值。通过对比分析修形优化前后的齿轮啮合性能,验证了优化方案的合理性。研究表明:修形优化降低了传动齿轮齿面接触应力和传动误差,齿面载荷分布也得到同步改善,从而达到了减小失效发生概率的目的。

王正[2](2020)在《高速列车齿轮箱轴承载荷分布台架试验方法研究》文中指出轴承作为高速列车传动齿轮箱关键零部件,长期服役在高转速、高振动的工作环境,其工作性能将直接影响齿轮箱及列车运营的安全性和可靠性。为保证齿轮箱及其内部重要零部件的平稳可靠及安全运行,对其内部主要支撑轴承的动载荷分布特性进行深入的台架试验研究,从而对监测评估齿轮箱运行状态、优化齿轮箱结构设计和轴承设计、提高高速列车运营的安全性意义重大。本文针对我国CRH380B型高速动车组动力转向架传动齿轮箱内型号为NU214ECP的圆柱滚子轴承,首先基于轴承载荷分布测试小型台架试验方法验证,并结合实际齿轮箱结构特征,提出了测试轴承应变-载荷传递系数标定台架试验和动载荷分布台架测试试验研究方案,完成了相关台架测试试验的工装设计。通过有限元静力学仿真分析的方法,建立并简化了测试轴承应变-载荷传递系数标定台架试验有限元模型,仿真分析了齿轮箱轴承座与轴承外圈过盈配合及不同载荷工况加载条件下的测试轴承测点处的应变分布,计算得到了测试齿轮箱NU214 ECP型号圆柱滚子轴承的应变-载荷传递系数矩阵。最后通过静力学和动力学相结合的有限元仿真分析方法,对不同载荷工况下的测试轴承静载荷和动载荷分布进行了计算分析。在一定的误差允许范围内,对测试轴承应变-载荷传递系数的准确性进行了验证,对极限载荷工况下轴承座与轴承外圈配合面开槽处的最大等效应力进行了校核,综合评估了基于齿轮箱轴承座开槽的圆柱滚子轴承载荷分布测试方法的可行性。本文图71幅,表17个,参考文献55篇。

郭翰飞[3](2019)在《机车牵引齿轮传动系统动态行为数值分析方法研究》文中研究指明随着我国铁路机车车辆装备的逐步升级,牵引齿轮传动系统作为机车动力传递的关键部件在实际运营过程中出现的箱体结构和轮齿的疲劳失效、齿面磨耗等问题,为关键部件的设计提出创新性的挑战。在充分掌握结构耦合振动机理的前提下,如何进行可靠的、高效的机车耦合系统的动态行为分析,同时建立在此基础上的关键部件疲劳寿命预测是提高我国铁路机车车辆设计竞争性的一个必要手段。本文立足于现代化铁路车辆研发的具体需求,以发展有效的复杂机车耦合系统动力学数值分析方法为目标,开展机车耦合系统随机振动分析时域方法和频域方法的研究。针对现有时域方法中机车牵引齿轮传动系统动力学模型的研究现状进行进一步的整合,实现齿轮—电机悬挂—机车耦合系统在外部轮轨随机激励和齿轮系统内部激励共同作用下的动态响应分析。以及针对现有方法计算轨道车辆系统的结构随机应力效率低下的现状,基于开发的轨道车辆随机振动分析平台—RVRAP系统进行深入的扩展,建立包含机车齿轮箱、牵引电机壳等主要部件,考虑不同悬挂方式的机车耦合系统专用随机振动分析模块,实现机车关键部件的随机应力分析和疲劳寿命预测。并且基于两种方法的研究结果为机车牵引齿轮传动系统更深一步的研究提供合理的外部边界条件。具体研究内容如下:(1)以机车牵引齿轮传动系统为研究对象,建立机车直齿圆柱轮和斜齿圆柱齿轮的动力学模型。再根据机车牵引电机不同悬挂方式,建立起轴悬式和架悬式机车系统动力学模型。最终结合齿轮系统动力学和车辆系统动力学两大理论,考虑齿轮传动系统时变特性,牵引电机悬挂特点,建立齿轮—轴悬式、架悬式机车耦合系统动力学分析模型,自由度(Degree of Freedom,DOF)分别为62个和86个。(2)提出采用Runge-Kutta法求解周期时变系统的动力学方程的改进方法。根据动力学方程降阶形成的状态空间矩阵和外载荷向量中子块矩阵组成特点,将求解过程中的整体矩阵运算转换为分块子矩阵运算,减少大量不必要的矩阵运算,从而提高RungeKutta法的求解效率。通过数值验证,在保证精度的前提下,改进方法计算时间可减少50%。(3)基于齿轮—机车耦合系统动力学模型,应用改进的Runge-Kutta法,考虑齿轮内部激励和外部轮轨随机激励,分别计算轴悬式和架悬式机车耦合系统各部件加速度响应,研究机车牵引齿轮传动系统在整车环境中内、外激励作用下的动态行为。轴悬式和架悬式机车各自由度的振动响应,均可以分为低频振动和高频振动,其中低频振动主要由外部轮轨随机激励作用引起,作用频率范围与轮轨激励频率一致,而高频振动主要由齿轮副啮合刚度时变特性引起,以齿轮啮合频率为基频。外部轮轨随机激励对轴悬式机车从动齿轮(轮对)垂向加速度作用增幅达41%,并且引起牵引齿轮传动系统产生随机振动。采用斜齿圆柱齿轮对于改善机车系统各结构的高频振动具有明显的作用效果,振动幅值降幅最大为50%,但对于结构低频振动基本无影响,同时会引起主、从动齿轮横向出现高频振动。轴悬式机车采用斜齿圆柱齿轮传动时,轮对和牵引电机的横向自由度与垂向、纵向自由度及主、从动齿轮转动自由度产生耦合关系,当车速达到110km/h以上时,齿轮啮合频率逐步与牵引电机和轮对的耦合横向固有频率产生倍频共振,使得齿轮啮合轴向力高频激扰对轴悬式机车牵引齿轮传动系统的各自由度产生较强的作用影响。随着运行速度的提高,外部轮轨随机激励对架悬式机车的齿轮啮合力的作用逐渐作用影响加强,而齿轮内部激励作用逐渐减小,齿轮啮合力的随机特性逐步加强显现。(4)将RVRAP系统应用领域从传统轨道车辆随机振动分析向机车耦合系统扩展,建立包含机车齿轮箱、牵引电机等主要部件,考虑牵引电机不同悬挂方式的机车耦合系统有限元动力学模型,使该系统可以适用于机车耦合系统的随机振动分析。计算国内某型电力机车的随机振动响应,并与采用多刚体动力学模型时域方法的结果进行对比。构架、轮对(从动齿轮)、牵引电机(主动齿轮)振动响应相对误差在13%以内,各部件的加速度功率谱(Power Spectral Density,PSD)曲线趋势基本相同,波峰分布也基本吻合,验证该系统所采用的基于虚拟激励法(Pseudo Excitation Method,PEM)的频域分析方法进行机车耦合系统随机振动分析的可行性、高效性。可用以求得的机车耦合系统的主、从动齿轮受轮轨随机激励作用引起的随机振动响应,为机车牵引齿轮更深一步的研究提供合理的外部随机激励源。(5)基于RVRAP系统的机车有限元耦合系统随机振动分析方法,结合结构随机应力计算方法和结构随机疲劳频域方法,扩展RVRAP系统应用范围,实现机车系统关键部件随机疲劳的高效、直接分析。计算1000个频点的机车齿轮箱随机应力结果,有限元模型规模为507079个节点,总耗时不足70秒。绘制关键结构整体的随机应力响应标准差云图,通过这些云图可以直观的查看轮轨随机激励作用下结构不同部位的随机应力总体响应情况,以此确定结构中容易发生疲劳破坏的薄弱部位,进而对结构关键部位进行相应的疲劳寿命预测。对某一机车齿轮箱的疲劳寿命进行评估,总耗时不足150秒,齿轮箱箱体寿命最小为539.97万公里。

杨灵[4](2018)在《转向架关键传动部件运动状态的监测评估研究》文中研究指明转向架作为走行部分是列车机械部件最重要的组成部分,其构成部件种类多且结构复杂,在运行中所处环境恶劣,较易出现故障,若一旦发生故障将造成严重的后果。本文以转向架关键传动部件作为研究对象,针对传动部件的振动传递路径进行研究,应用基于小波谱峭度的轴承故障诊断方法,利用跑合试验台来实现对传动部件运行状态的监测与评估。(1)研究传动部件的振动传递路径。使用三维建模软件建立转向架关键传动部件的准确模型,依照对部件的运动学特点的分析,通过动力学分析软件分析传动部件的运行规律,对比齿轮正常、大齿轮断齿和小齿轮断齿时的接触力变化以及频谱变化情况,分析得到齿轮产生的啮合频率能够传递至轴承所在位置,同时验证了通过车轮轴传递将会使信号发生衰减。同时对转向架的齿轮箱轴承的传感器布局进行了研究,通过试验分析传感器布局的合理位置,利用转向架在跑合试验台上进行跑合试验时验证传感器的布局方式进行验证。(2)研究轴承故障特征提取和分析的方法。首先对轴承常用的故障特征提取方法进行分析研究,确定基于小波包谱峭度轴承故障分析方法;然后利用仿真数据来进行验证,同时用实际轴承发生外圈和内圈故障时的运行数据来验证该分析方法的可行性。(3)完成跑合试验台上转向架传动部件运行状态的监测方案,确定传感器类型和布置方案,同时对运行中的传动部件状态应用传感器来进行实时监测。

张雪平[5](2018)在《基于振动激励的高速列车齿轮箱可靠性试验系统研究》文中研究表明齿轮箱是高速列车传动系统的核心部件,其安全可靠性能直接关系着整个列车的正常运行。伴随着高铁行业的迅猛发展,齿轮箱国产化步伐逐渐加快,齿轮箱性能的研究也受到了越来越多的关注。线路试验周期长、成本高、安全性和可行性低,仿真分析又无法反映齿轮箱真实性能,而室内台架试验可模拟齿轮箱实际服役工况,更为快速精确地检测其性能并获得具备研究价值的数据基础。列车运行时,齿轮箱不仅高速重载运转,还承受着由于轮轨关系变化而引起的振动激励,而振动是导致齿轮箱出现故障问题的关键因素。目前国内外针对高速列车齿轮箱在振动激励环境下的性能测试试验设备的研究鲜少。基于此,本文旨在研发一套独创的能同时进行振动激励加载和负载模拟的试验系统,探索齿轮箱在振动环境下的可靠性问题。分析了齿轮箱的主要振动形式,重点利用ADAMS-rail软件建立了包含齿轮箱及电机的整车多体动力学分析模型,将德国轨道谱采用逆傅里叶变换法数值模拟出轨道不平顺时域样本并作为动力学分析激扰输入,进行200km/h、300km/h运行速度下直线行驶时齿轮箱的振动响应分析,获得振动加速度随车速变化的规律。根据齿轮箱试验台的测试项目和技术要求,设计了五种满足功能需求的试验系统结构方案,介绍了每种方案的结构组成及工作原理。结合方案结构特点,从电力驱动加载系统的功率闭环方式与振动激励系统中的激振器形式两个角度进行综合评价与分析,最终选择电动力功率闭环电磁激振齿轮箱试验台方案作为理想方案。对振动激励装置中电磁激振器的选型与安装布置进行了设计,并分析优化关键零部件结构使之满足强度刚度要求。通过分析选择缓冲效果更好的空气弹簧作为柔性支撑与导向系统中的弹性元件。对试验台振动控制原理进行了介绍,重点分析了系统传递函数对生成试验台驱动信号的重要作用。结合有限元动力学分析与系统辨识方法研究了试验台结构的振动传递特性。对振动系统机械结构分别进行稳态动力学和瞬态动力学分析,采集被试齿轮箱的振动信号,依次采用频域辨识法与时域辨识法对结构系统参数辨识,获得振动系统结构的振动传递函数,并验证了传递函数的辨识可靠度。

朱小晶[6](2017)在《轨道交通牵引齿轮箱试验技术研究》文中提出轨道交通牵引齿轮箱是轨道车辆的重要部件之一,为保证列车的质量、安全和各项性能指标满足合格及标准规定的要求,必须对其进行型式试验研究,因此对其试验系统也提出了很高的要求。文中以350 km/h高速动车组牵引齿轮箱为例,阐述了太重轨道交通设备有限公司开发的传动齿轮箱综合性能试验台在轨道交通牵引齿轮箱台架试验所做的技术研究工作。

陈忠伟[7](2017)在《刚柔耦合地铁齿轮传动系统振动特性研究》文中研究说明城市轨道交通是解决交通拥堵,缓解环境恶化的重要工具。地铁作为伴随城市发展的必需品,其运行安全性及稳定性是人们研究的重要课题。地铁齿轮箱作为车辆关键传动部件,工作环境恶劣,其振动及噪声可通过转向架传递到车体,影响乘坐体验,而箱体经常出现断裂等故障,影响列车行车安全。本文针对地铁齿轮箱振动响应问题,对其进行了动力学性能研究,为后续优化齿轮结构,保障列车运行安全提供依据。本论文针对地铁齿轮传动系统振动响应问题进行了相关动力学研究:(1)本文对地铁齿轮传动系统结构进行了分析。介绍了齿轮传动系统振动产生机理。以利用Cero软件进行了地铁车载齿轮箱三维建模,由于箱体模态研究的目的为获取齿轮箱的结构整体特性,局部特征对其结论影响较小,建立齿轮箱模型时,忽略了上下箱体螺栓结合部及其他部件的影响,建模时进行了必要的简化。该三维模型与实物匹配良好,可以替代实物对其进行动力学分析。(2)对箱体进行了模态分析、谐响应分析及随机振动分析,获得箱体固有频率,并提出危险频率值,列车运营时应尽量避免箱体固有频率、齿轮啮合频率及传动轴转动频率出现相同或接近的情况。可通过调整转速及齿轮齿数以调整齿轮啮合频率从而避开共振现象。通过实验模态分析说明了有限元法的可行性,有利于设计人员合理优化齿轮箱体结构,对齿轮箱薄弱环节进行改进,另一方面基于传动系统技术发展,可以调整轨道列车运营策略或者转变设计思路。(3)以地铁齿轮箱实体模型为研究对象,借助Cero及ADAMS的数据接口进行了数据转换,并借助ANSYS实现将齿轮箱体柔性化,基于ADAMS将柔性体替换掉原模型对应刚性体,并对其进行合理约束,建立齿轮接触模型,并采用ADAMS内置机械包模块建立轴承副,生成了地铁齿轮箱刚柔耦合动力学模型。(4)根据齿轮箱动力学仿真结果,分析箱体在齿轮启动瞬间及加速阶段存在较大振动冲击,而比较各测点的应力应变情况可知,上箱体明显较之下箱体有更显着的振动冲击响应,上箱体观察口及上箱体顶部区域由于信号的叠加作用等因素有较大的应力应变响应,可以考虑对箱体结构进行优化,考虑添加加强筋等措施加强危险节点的稳定性。本文基于ADAMS建立的地铁车载齿轮箱刚柔耦合动力学模型进行的动力学仿真研究,能够在产品设计初期对其进行全面的性能评估,准确预测其动力学性能,减少实验及研发成本,提高地铁车载齿轮箱设计水平,提高列车运行平稳舒适,具有重要的理论意义和工程应用价值。

林亚东[8](2017)在《高速列车铝合金齿轮箱结构优化设计》文中研究指明高速列车变速箱是列车动力传动系统的重要组成部分。随着中国铁路行业的飞速发展,高速列车变速箱的研发受到越来越多的关注。传动齿轮的基座是变速箱外壳,它占据着重要的地位在高速列车齿轮箱系统中。齿轮和轴承的运行会受到箱体的强度和刚度的影响,进而会使它的稳定性和可靠性受到影响。根据研究发现,在机车运行过程中齿轮箱箱体会出现开裂漏油情况,为了解决这一问题,需要对齿轮箱进行有限元分析,得到箱体静强度、疲劳强度和动态特性结果。本课题利用建模软件和ANSYS Workbench模拟软件对某已知型号高速列车齿轮箱箱体进行有限元分析和试验验证。本文主要研究内容如下:首先,完成对高速列车齿轮箱箱体的有限元静强度分析。计算结果表明:前导启动工况下,最大等效应力为114.09MPa,最大变形量为0.41mm;后导启动工况下,最大等效应力为195.58MPa,最大变形量为0.40mm。同时,完成对高速列车齿轮箱箱体的疲劳强度分析。特殊载荷正转时,两种疲劳评价方式的安全系数都比较大,符合使用要求;特殊载荷反转时,两种疲劳评价图中下箱体内部、箱体正面、箱体下侧安全系数都比较小,不符合使用要求。然后,完成对高速列车齿轮箱箱体的结构优化。箱体的静强度和疲劳强度都满足了使用要求。之后完成对高速列车齿轮箱箱体的有限元模态分析。通过对齿轮箱前6阶箱体固有频率及对应的振型进行分析,发现齿轮箱固有频率远小于齿轮啮合频率,所以箱体总体设计合理,满足机车行驶需求。最后对齿轮箱箱体进行了静强度试验,试验结果表明:试验验证与仿真分析结果基本保持一致,验证了仿真分析的结果;同时对改进后的齿轮箱进行了加载试验,测量结果表明:齿轮箱的性能良好,满足了使用要求。

张涛[9](2017)在《高速动车组齿轮箱箱体在位模态试验分析》文中进行了进一步梳理随着近几年高铁线路的快速发展,高速列车的使用规模也逐步扩大,其中部分动车组在京沪、武广等线路运营以来,齿轮箱发生多起箱体裂纹故障,对生产运营造成很大影响,因此对高速动车组齿轮箱箱体振动问题的研究显得极为重要,所以我们有必要分析实际运营工况下齿轮箱箱体的振动特性。本文针对国内某高速动车组齿轮箱箱体进行了在位状态下模态试验分析及其振动特性研究。根据齿轮箱实物结构及其相关参数,分别对齿轮箱进行了自由模态、约束模态的有限元计算,确定了模态试验的测点布置;基于箱体实际装配约束条件,完成了振动试验台架工装的设计、装配与调试,结果表明试验工装的固有频率远小于齿轮箱箱体分析频段,验证了试验工装的设计合理性。采用多频段随机激励激振齿轮箱箱体,通过PolyMAX法与连续小波变换结合奇异值分解的方法完成了齿轮箱前六阶模态参数的识别,并比较了两种方法在使用条件、处理效果等方面的优劣。对于参数识别过程中出现的虚假模态,通过锤击法确定了虚假模态主要振动源来自于车轴与轴箱。路谱激振试验探究了线路激扰下箱体所表现出的模态参数以及其他频率成分对箱体振动的影响,确定了在线路条件下箱体主要振动形式。通过时域法、频域法、加速度谱法研究了激励在振动台、车轴、齿轮箱传递路径中的振动传递情况,结果表明对于轮轨间横向激励,齿轮箱箱体易发生共振,振动较为剧烈,而对于轮轨间垂向激励,齿轮箱箱体衰减作用明显。以上研究过程,完成了高速动车组齿轮箱箱体装配状态下的模态参数识别与振动传递情况的研究,同时也为分析线路激扰下箱体产生裂纹的原因提供了方法和依据。

常娜[10](2016)在《高速动车组齿轮箱综合性能试验台设计》文中研究表明文章简要说明了高速动车组齿轮箱试验台的设计要求,详细介绍了高速动车组齿轮箱试验台设计方案,对试验台系统的组成、工作原理及各部分主要功能进行了说明。

二、高速、准高速列车传动齿轮箱试验技术的研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、高速、准高速列车传动齿轮箱试验技术的研究(论文提纲范文)

(1)动车组传动齿轮多失效模式的可靠性分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 机械结构静态可靠性分析现状
        1.2.2 机械结构动态可靠性分析研究现状
        1.2.3 相关失效下的机械结构可靠性分析现状
        1.2.4 齿轮修形优化研究现状
    1.3 论文的主要研究内容
        1.3.1 论文的主要内容
        1.3.2 论文的技术路线
    本章小结
第二章 结构静/动态可靠性分析及优化设计理论基础
    2.1 结构静态可靠性分析理论基础
        2.1.1 静态可靠性分析基本概念
        2.1.2 可靠性分析基本方法
    2.2 结构动态可靠性分析理论基础
        2.2.1 考虑载荷作用次数的动态可靠度理论
        2.2.2 考虑强度退化的动态可靠度理论
    2.3 结构优化设计理论基础
        2.3.1 结构优化设计基本概念
        2.3.2 结构优化设计方法
    本章小结
第三章 基于多失效模式的传动齿轮静态可靠性分析
    3.1 传动齿轮失效模式分析
    3.2 传动齿轮可靠性分析
        3.2.1 基于齿面接触强度的可靠性建模
        3.2.2 基于齿根弯曲强度的可靠性建模
        3.2.3 基于齿面胶合的可靠性建模
        3.2.4 可靠度计算
    3.3 灵敏度分析
        3.3.1 失效模式可靠性灵敏度分析
        3.3.2 随机变量可靠性灵敏度分析
    3.4 实例分析
    本章小结
第四章 考虑失效相关性的传动齿轮动态可靠性分析
    4.1 传动齿轮应力-时间历程计算及其统计分析
        4.1.1 基于Recurdyn的传动齿轮动力学分析
        4.1.2 应力-时间历程的统计分析
    4.2 随机载荷作用下的等效载荷
        4.2.1 载荷谱的编制
        4.2.2 随机载荷等效及其概率分布
    4.3 基于Copula函数的传动齿轮失效相关性分析
        4.3.1 Copula函数的定义和性质
        4.3.2 传动齿轮失效相关性Copula函数的确定
    4.4 传动齿轮的动态可靠性分析
        4.4.1 传动齿轮结构功能函数的建立
        4.4.2 传动齿轮动态可靠性分析
    本章小结
第五章 多工况下传动齿轮的修形优化设计
    5.1 齿轮修形原理
        5.1.1 齿廓修形
        5.1.2 齿向修形
    5.2 最佳修形参数的确定方法
        5.2.1 正交试验设计
        5.2.2 多项式响应面模型
        5.2.3 遗传算法
    5.3 实例分析
        5.3.1 多工况下传动齿轮啮合性能分析
        5.3.2 传动齿轮修形优化
        5.3.3 优化结果评估
    本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(2)高速列车齿轮箱轴承载荷分布台架试验方法研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 列车传动系统可靠性试验研究
        1.2.2 齿轮箱传动系统载荷特性试验研究
        1.2.3 轴承载荷分布的仿真及试验研究
    1.3 论文主要研究内容
2 轴承载荷测试原理及方案
    2.1 轴承载荷测试原理
        2.1.1 静载条件下轴承载荷分布
        2.1.2 轴承应变测量原理
        2.1.3 轴承应变-载荷传递系数
    2.2 轴承载荷实验测试方案
        2.2.1 轴承载荷测试实验台建立
        2.2.2 基于轴承内圈开槽的载荷测试试验
        2.2.3 轴承载荷分布测试方法对比
    2.3 本章小结
3 齿轮箱轴承台架测试试验工装
    3.1 试验台架及轴承
        3.1.1 试验台架及试验条件
        3.1.2 试验齿轮箱及轴承确定
    3.2 试验工装方案设计
        3.2.1 试验齿轮箱轴承载荷测试方案
        3.2.2 标定试验工装方案设计
    3.3 试验工装参数确定
        3.3.1 标定试验轴承外部载荷确定
        3.3.2 实验工装参数确定及有限元分析
        3.3.3 三维模型建立
    3.4 本章小结
4 齿轮箱轴承标定试验有限元仿真
    4.1 仿真标定试验目的及方法
    4.2 标定试验有限元仿真分析
        4.2.1 标定试验有限元模型建立
        4.2.2 有限元模型预处理
        4.2.3 标定工况加载
    4.3 有限元仿真数据处理结果与分析
        4.3.1 过盈配合对测点应变的影响
        4.3.2 应变-载荷传递系数矩阵计算
    4.4 本章小结
5 齿轮箱轴承载荷分布测试有限元仿真
    5.1 轴承载荷分布测试仿真目的及方法
    5.2 载荷分布测试有限元仿真分析
        5.2.1 载荷分布测试有限元模型建立
        5.2.2 有限元模型预处理
        5.2.3 载荷分布测试工况加载
    5.3 不同载荷工况结果与分析
        5.3.1 10kN载荷工况轴承载荷分布
        5.3.2 20kN载荷工况轴承载荷分布
        5.3.3 32.5kN载荷工况轴承载荷分布
        5.3.4 误差分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(3)机车牵引齿轮传动系统动态行为数值分析方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
绪论
    1.1 齿轮传动系统动力学研究现状
    1.2 机车系统动力学研究现状
    1.3 动力学求解方法及随机振动研究
        1.3.1 动力学求解方法
        1.3.2 随机振动求解方法
    1.4 齿轮箱箱体的疲劳研究
    1.5 本文主要研究工作
第二章 齿轮—机车耦合系统动力学模型
    2.1 牵引齿轮传动系统动力学模型
        2.1.1 渐开线齿轮副啮合分析
        2.1.2 机车齿轮系统内部激励
        2.1.3 机车齿轮系统外部激励
        2.1.4 机车直齿圆柱齿轮系统动力学模型
        2.1.5 机车斜齿圆柱齿轮系统动力学模型
    2.2 不同悬挂方式机车系统动力学模型
        2.2.1 机车牵引电机悬挂方式
        2.2.2 轴悬式机车系统动力学模型
        2.2.3 架悬式机车系统动力学模型
    2.3 齿轮—机车系统三维动力学模型
        2.3.1 传统轨道车辆三维动力学模型
        2.3.2 齿轮—轴悬式机车系统三维动力学模型
        2.3.3 齿轮—架悬式机车系统三维动力学模型
    2.4 齿轮—牵引电机悬挂—机车耦合系统动力学模型
        2.4.1 齿轮—轴悬式机车耦合系统动力学模型
        2.4.2 齿轮—架悬式机车耦合系统动力学模型
    本章小结
第三章 周期系数时变系统动力学求解改进方法
    3.1 Runge-Kutta法求解线性系统动力学方程的改进
    3.2 周期系数时变系统动力学方程求解改进
    3.3 周期时变矩阵处理
        3.3.1 周期时变矩阵合成
        3.3.2 周期时变矩阵存储
    3.4 数值算例
        3.4.1 数值验证
        3.4.2 内、外激励对齿轮系统动态响应影响分析
        3.4.3 螺旋角对齿轮系统动态响应影响分析
    本章小结
第四章 齿轮—机车耦合系统动态响应分析
    4.1 机车牵引齿轮传动系统振动响应分析
        4.1.1 轴悬式机车牵引齿轮传动系统振动响应分析
        4.1.2 架悬式机车牵引齿轮传动系统振动响应分析
    4.2 齿轮刚度激励对机车系统动态响应影响分析
        4.2.1 齿轮刚度激励对轴悬式机车系统动态响应影响分析
        4.2.2 齿轮刚度激励对架悬式机车系统振动响应影响分析
    4.3 齿轮轴向啮合力对机车耦合系统动态响应影响分析
        4.3.1 齿轮轴向啮合力对轴悬式机车系统振动响应分析
        4.3.2 齿轮轴向啮合力对架悬式机车系统振动影响分析
    4.4 机车耦合系统齿轮啮合力动态响应分析
        4.4.1 轴悬式机车齿轮啮合力分析
        4.4.2 架悬式机车齿轮啮合力分析
    本章小结
第五章 机车耦合系统随机振动分析
    5.1 轨道车辆随机振动分析软件系统
    5.2 机车系统有限元动力学模型
        5.2.1 传统车辆有限元动力学模型
        5.2.2 轴悬式机车有限元动力学模型
        5.2.3 架悬式机车有限元动力学模型
    5.3 虚拟激励法的应用
        5.3.1 振型分解法实施
        5.3.2 虚拟激励法实施
    5.4 随机振动响应分析
        5.4.1 动力学模型参数
        5.4.2 振动响应结果对比分析
        5.4.3 机车齿轮箱随机振动分析
    本章小结
第六章 机车耦合系统关键部件疲劳分析
    6.1 应力功率谱求解方法
    6.2 随机疲劳频域评估方法
        6.2.1 随机疲劳累积损伤计算方法
        6.2.2 基于ⅡW标准疲劳评估方法
        6.2.3 应力概率密度函数
    6.3 轴悬式机车系统关键部件随机疲劳分析
        6.3.1 机车构架和齿轮箱随机应力分析
        6.3.2 机车齿轮箱疲劳寿命评估
    本章小结
结论与展望
    主要结论
    展望
创新点摘要
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢

(4)转向架关键传动部件运动状态的监测评估研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究目的及意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 转向架传动部件故障监测研究现状
        1.3.2 转向架传动部件模型分析研究现状
    1.4 当前研究存在的不足
    1.5 本文研究内容及结构安排
第二章 转向架关键传动部件运动特性研究
    2.1 转向架传动部件结构介绍
    2.2 转向架传动部件常见故障分析
        2.2.1 滚动轴承故障分析
        2.2.2 齿轮常见故障分析
    2.3 动力学分析研究
        2.3.1 轴承动力学分析
        2.3.2 齿轮动力学分析
    2.4 本章总结
第三章 转向架传动部件振动传递路径分析
    3.1 振动传递路径基本原理和方法
        3.1.1 振动传递路径基本原理分析
        3.1.2 传递路径分析方法介绍
    3.2 传动部件模型的建立
        3.2.1 零部件建模
        3.2.2 模型装配
    3.3 模型模态分析
        3.3.1 模态分析基本理论
        3.3.2 模态分析的有限元实现
        3.3.3 轴承模态分析
        3.3.4 齿轮模态分析
    3.4 基于Adams的动力学响应分析研究
        3.4.1 ADAMS简介及仿真步骤
        3.4.2 传动部件模型
        3.4.3 数据处理与分析
    3.5 本章总结
第四章 基于小波包谱峭度的轴承故障诊断方法研究
    4.1 小波分析方法
        4.1.1 小波分析理论
        4.1.2 小波包分析
    4.2 谱峭度分析
        4.2.1 峭度定义
        4.2.2 谱峭度分析
    4.3 包络分析
    4.4 实验数据分析处理
    4.5 轴承故障实例分析
    4.6 本章小结
第五章 转向架传动部件实验研究
    5.1 跑合试验台介绍
    5.2 监测方案设计
        5.2.1 传感器的选择
        5.2.2 测点的布局
        5.2.3 采集设备的选择
    5.3 数据的采集和分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表学术论文
作者和导师简介
附件

(5)基于振动激励的高速列车齿轮箱可靠性试验系统研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 高速列车齿轮箱研究现状
        1.2.2 齿轮箱试验台研究现状
    1.3 研究内容与组织结构
第2章 高速列车齿轮箱振动分析与动力学仿真
    2.1 高速列车齿轮箱作用和结构特点
    2.2 高速列车齿轮箱振动形式分析
    2.3 高速列车齿轮箱动力学仿真分析
        2.3.1 高速列车多体系统动力学建模
        2.3.2 轨道激励谱数值模拟
        2.3.3 齿轮箱振动响应分析
    2.4 本章小结
第3章 齿轮箱试验系统整体方案研究与设计
    3.1 齿轮箱试验系统原理方案设计
        3.1.1 原理方案设计方法研究
        3.1.2 齿轮箱试验台测试项目和技术要求
        3.1.3 试验台功能分析及原理方案设计
    3.2 齿轮箱试验台总体方案设计
        3.2.1 电液伺服式液压激振齿轮箱试验台方案
        3.2.2 多边形齿轮机械式激振齿轮箱试验台方案
        3.2.3 电动力功率闭环电磁激振齿轮箱试验台方案
    3.3 试验台方案评价与决策
        3.3.1 功率闭环方式评价与选择
        3.3.2 振动系统中激振方式评价与确定
    3.4 本章小结
第4章 齿轮箱试验台组成系统设计与分析
    4.1 振动激励装置设计
        4.1.1 电磁激振器选型设计
        4.1.2 电磁激振器的安装布置
    4.2 振动系统机械结构校核分析
    4.3 柔性支撑与导向系统设计
    4.4 试验台振动控制原理
    4.5 本章小结
第5章 试验台振动系统传递特性研究
    5.1 系统传递函数辨识理论和方法
        5.1.1 系统辨识理论基础
        5.1.2 传递函数参数辨识方法
    5.2 基于有限元动力学分析的传递函数辨识过程
        5.2.1 有限元动力学分析模型的建立
        5.2.2 试验台结构振动传递辨识过程
    5.3 试验台振动系统结构传递函数辨识
        5.3.1 试验台振动系统模态分析
        5.3.2 试验台振动系统结构频域辨识
        5.3.3 试验台振动系统结构时域辨识
    5.4 试验台振动传递特性叠加性验证
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢

(6)轨道交通牵引齿轮箱试验技术研究(论文提纲范文)

0 引言
1 牵引齿轮箱试验台
    1.1 牵引齿轮箱试验台主要技术参数
    1.2 牵引齿轮箱试验台工作原理
2 牵引齿轮箱台架试验
    2.1 牵引齿轮箱基本参数
    2.2 试验项目
        2.2.1 例行试验
        2.2.2 空载试验
        2.2.3 负载试验
3 结论

(7)刚柔耦合地铁齿轮传动系统振动特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 齿轮传动系统动力学研究概况
        1.2.2 齿轮箱体动态响应研究现状
    1.3 本文研究方法
    1.4 本文研究内容
第2章 地铁齿轮传动系统分析及建模
    2.1 地铁齿轮传动系统的结构形式
        2.1.1 地铁齿轮传动系统的结构形式
        2.1.1.1 齿轮箱体基本结构
        2.1.1.2 齿轮副具体参数
        2.1.2 齿轮箱工作参数
    2.2 地铁齿轮传动系统传动分析
        2.2.1 齿轮振动模型
    2.3 地铁齿轮箱三维建模
        2.3.1 齿轮箱选型和参数确定
        2.3.2 斜齿轮的三维建模
    2.4 地铁齿轮箱故障振动机理分析
        2.4.1 齿轮故障机理分析
    2.5 本章小结
第3章 地铁齿轮传动系统动态响应分析
    3.1 齿轮箱模态分析
        3.1.1 模态分析理论
        3.1.2 箱体有限元模态分析
    3.2 箱体实验模态分析
    3.3 齿轮箱体谐响应分析
    3.4 箱体随机振动分析
    3.5 本章小结
第4章 地铁齿轮箱刚柔耦合模型的建立
    4.1 齿轮箱多刚体动力学模型的建立
        4.1.1 三维实体模型的建立
        4.1.2 齿轮副动力学模型的建立
        4.1.3 齿轮接触力的定义
        4.1.4 轴承副的添加
    4.2 约束及边界条件的施加
    4.3 柔性体的创建
    4.4 将柔性体导入到ADAMS中进行仿真
        4.4.1 柔性体导入ADAMS
        4.4.2 对柔性体施加约束及边界条件
    4.5 本章小结
第5章 地铁齿轮箱刚柔耦合动力学仿真
    5.1 刚柔耦合多体动力学理论
        5.1.1 相对变形场的特点
        5.1.2 变形体运动学参数
        5.1.3 变形体动能的描述
        5.1.4 构件的运动约束条件
        5.1.5 柔性体的系统方程
    5.2 建立齿轮驱动函数
    5.3 地铁齿轮箱系统动力学仿真
        5.3.1 齿轮传动转速分析
        5.3.2 齿轮的啮合力分析
        5.3.3 齿轮箱体动态应力及应变分析
        5.3.4 危险节点的应力应变规律
    5.4 系统振动响应分析
        5.4.1 地铁齿轮传动的振动分析
        5.4.2 箱体各测点的振动响应分析
        5.4.2.1 箱体测点的布置
        5.4.2.2 箱体测点振动位移分析
        5.4.3 齿轮箱振动加速度响应结果及分析
    5.5 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间的学术成果

(8)高速列车铝合金齿轮箱结构优化设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 课题研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 课题研究内容及技术路线
第2章 有限元理论及模型创建
    2.1 有限元技术简介
    2.2 弹性力学概述
    2.3 列车齿轮箱介绍
    2.4 列车齿轮箱实体模型的创建
        2.4.1 建模软件的介绍
        2.4.2 齿轮箱体的创建
    2.5 齿轮箱有限元模型的建立
        2.5.1 ANSYS Workbench简介
        2.5.2 箱体的材料属性及网格划分
        2.5.3 齿轮箱有限元模型的建立
第3章 齿轮箱静力分析
    3.1 有限元静力分析理论
    3.2 前导启动工况
        3.2.1 约束和加载
        3.2.2 计算结果及分析
    3.3 后导启动工况
        3.3.1 约束和加载
        3.3.2 计算结果及分析
    3.4 疲劳强度分析
        3.4.1 +11000 运行工况
        3.4.2 -11000 运行工况
    3.5 齿轮箱结构优化
        3.5.1 静力分析结果
        3.5.2 疲劳分析结果
第4章 齿轮箱箱体模态分析
    4.1 模态分析基础
        4.1.1 模态分析基本理论
        4.1.2 模态分析结果的提取方法
        4.1.3 模态分析步骤
    4.2 箱体模态分析
        4.2.1 建立有限元模型
        4.2.2 施加约束
        4.2.3 求解并查看结果
第5章 高速列车齿轮传动系统的试验研究
    5.1 箱体静强度试验
        5.1.1 试验方案
        5.1.2 试验结果
    5.2 箱体加载试验
        5.2.1 试验方案
        5.2.2 试验内容
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢

(9)高速动车组齿轮箱箱体在位模态试验分析(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 模态试验研究现状
        1.2.2 模态分析研究现状
        1.2.3 齿轮箱研究现状
    1.3 论文研究内容
        1.3.1 研究内容与方法
        1.3.2 预期成果及目标
2 高速列车齿轮箱有限元模态分析
    2.1 齿轮箱结构简述
        2.1.1 高速列车齿轮箱结构简介
        2.1.2 齿轮箱箱体结构及主要参数
    2.2 齿轮箱箱体有限元模型建立
        2.2.1 有限元方法与软件介绍
        2.2.2 齿轮箱箱体有限元模型
    2.3 齿轮箱箱体模态计算分析
        2.3.1 箱体自由模态计算分析
        2.3.2 箱体约束模态计算
        2.3.3 齿轮箱系统约束模态计算分析
    2.4 齿轮箱箱体模态试验测点布置
    2.5 本章小结
3 齿轮箱箱体在位模态试验分析理论与方法
    3.1 模态试验分析理论与方法
        3.1.1 模态试验分析理论
        3.1.2 模态试验方法
        3.1.3 传统模态参数识别方法
    3.2 基于环境激励的模态分析方法
        3.2.1 PolyMAX法
        3.2.2 连续小波变换结合奇异值分解识别法
    3.3 齿轮箱箱体模态试验工装设计
        3.3.1 模态试验工装结构设计
        3.3.2 试验设备功能开发与应用
        3.3.3 模态试验工装结构试验校核
    3.4 本章小结
4 齿轮箱在位模态参数识别
    4.1 POLYMAX法识别模态参数
        4.1.1 400-1200Hz频带箱体模态参数识别
        4.1.2 400-900Hz频带箱体模态参数识别
        4.1.3 1200-1800Hz频带箱体模态参数识别
    4.2 基于连续小波变换和奇异值分解的箱体模态参数识别
        4.2.1 CWT+SVD模态参数识别方法仿真研究
        4.2.2 CWT+SVD识别齿轮箱箱体模态参数
        4.2.3 不同参数识别方法优劣比较
    4.3 齿轮箱箱体其他模态试验
        4.3.1 虚假模态识别
        4.3.2 路谱仿真
    4.4 本章小结
5 齿轮箱振动传递特性研究
    5.1 时域振动特性研究
        5.1.1 垂向振动特性
        5.1.2 横向振动特性
    5.2 频域振动特性研究
    5.3 加速度谱分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(10)高速动车组齿轮箱综合性能试验台设计(论文提纲范文)

1高速动车组齿轮箱试验台设计要求
    1.1技术指标
    1.2试验内容要求
2高速动车组齿轮箱试验台设计方案
    2.1试验台系统构成及工作原理
    2.2试验台各部分功能

四、高速、准高速列车传动齿轮箱试验技术的研究(论文参考文献)

  • [1]动车组传动齿轮多失效模式的可靠性分析[D]. 郭正阳. 大连交通大学, 2020(06)
  • [2]高速列车齿轮箱轴承载荷分布台架试验方法研究[D]. 王正. 北京交通大学, 2020(03)
  • [3]机车牵引齿轮传动系统动态行为数值分析方法研究[D]. 郭翰飞. 大连交通大学, 2019(05)
  • [4]转向架关键传动部件运动状态的监测评估研究[D]. 杨灵. 北京化工大学, 2018(02)
  • [5]基于振动激励的高速列车齿轮箱可靠性试验系统研究[D]. 张雪平. 吉林大学, 2018(01)
  • [6]轨道交通牵引齿轮箱试验技术研究[J]. 朱小晶. 机械工程师, 2017(11)
  • [7]刚柔耦合地铁齿轮传动系统振动特性研究[D]. 陈忠伟. 北京建筑大学, 2017(02)
  • [8]高速列车铝合金齿轮箱结构优化设计[D]. 林亚东. 沈阳工业大学, 2017(08)
  • [9]高速动车组齿轮箱箱体在位模态试验分析[D]. 张涛. 北京交通大学, 2017(06)
  • [10]高速动车组齿轮箱综合性能试验台设计[J]. 常娜. 黑龙江科技信息, 2016(14)

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高速及准高速列车变速箱试验技术研究
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