城轨列车齿轮系统变速载工况扭振特性

摘要

城轨列车实际运行工况是变速载的,传统的定常转速齿轮研究不能满足动态特性分析的需要。为此,提出一种新的时变速载齿轮系统动态特性研究方法。综合考虑时变啮合刚度、时变外部激励、静态传递误差、随机位移激励以及非线性侧隙的影响,建立城轨列车时变速载齿轮系统扭振模型。通过分析直齿轮啮合过程,修正齿轮啮合频率计算公式。基于微元法思想,计算城轨列车惰行工况、牵引工况和制动工况的速度、转速以及转角,得到时变啮合刚度的变化规律。研究结果揭示牵引工况的齿轮扭振运动在这三种运行工况中的扭振功率密度最低。在惰行工况下,齿轮系统低速运行呈现分频的现象,高速运行有陷入混沌运动的趋势;在牵引工况下,齿轮系统随转速的提高稳定性有所下降;在制动工况下,齿轮系统的扭振不显示含啮合频率的影响。