動(dòng)車組鼓形齒聯(lián)軸器扭振特性分析

動(dòng)車組鼓形齒聯(lián)軸器作為動(dòng)車組轉(zhuǎn)向架的關(guān)鍵動(dòng)力傳動(dòng)裝置，其主要作用是將牽引電機(jī)的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)傳遞到齒輪箱，同時(shí)還要補(bǔ)償因沖擊、振動(dòng)、磨損、通過曲線和彎道等因素造成的電機(jī)軸和齒輪箱輸人軸之間的軸向徑向和角向大位移川。目前世界上只有歐美日少數(shù)企業(yè)有能力設(shè)計(jì)和生產(chǎn)用于高速軌道車輛的鼓形齒聯(lián)軸器，其設(shè)計(jì)理念不斷進(jìn)步，產(chǎn)品性能日趨完善。對鼓形齒聯(lián)軸器的研究地考慮齒側(cè)間隙、齒廓曲率、齒面摩擦、軸線不對中等因素，從理論和試驗(yàn)兩方面對鼓形齒聯(lián)軸器展開了深入研究。而我國目前對大位移、大擺角鼓形齒聯(lián)軸器設(shè)計(jì)理論和方法還不成熟，其中一個(gè)重要原因是動(dòng)力學(xué)特性研究少，因此對動(dòng)車組鼓形齒聯(lián)軸器動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析研究。從鼓形齒的強(qiáng)度及振動(dòng)兩方面著手研究其動(dòng)力學(xué)特性，推導(dǎo)出了振動(dòng)方程和固有頻率方程，但未對鼓形齒聯(lián)軸器的扭振特性進(jìn)行分析。由于牽引電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，且鼓形齒聯(lián)軸器內(nèi)齒圈壁厚薄，扭轉(zhuǎn)剛性較小，同時(shí)在鼓形齒聯(lián)軸器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于路況等因素引起的三向補(bǔ)償特別是角向補(bǔ)償使齒輪嚙合剛度不斷發(fā)生變化，不可避免引起聯(lián)軸器復(fù)雜的彈性扭振現(xiàn)象。為進(jìn)一步研究動(dòng)車組鼓形齒聯(lián)軸器動(dòng)力學(xué)特性，特別是鼓形齒聯(lián)軸器扭振特性，本文將采用集中參數(shù)建模方法，建立動(dòng)車組鼓形齒聯(lián)軸器扭振微分方程，考慮因齒輪嚙合剛度變化引起的扭轉(zhuǎn)剛度時(shí)變特性，對系統(tǒng)的固有頻率和主振型進(jìn)行求解，為動(dòng)車組鼓形齒聯(lián)軸器的振動(dòng)控制和相關(guān)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

(1)根據(jù)動(dòng)車組鼓形齒聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行工況，從扭轉(zhuǎn)振動(dòng)角度對其進(jìn)行合理簡化，考慮內(nèi)齒圈和外齒軸套內(nèi)外齒嚙合特性，建立聯(lián)軸器系統(tǒng)扭振模型，并對其進(jìn)行求解，系統(tǒng)固有頻率和主振型

(2)針對IkJ齒圈和外齒軸套內(nèi)外齒嚙合剛度時(shí)變特性，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合鼓形齒聯(lián)軸器實(shí)際結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，給出其扭轉(zhuǎn)剛度簡化計(jì)算方法

(3)利用扭振系統(tǒng)固有頻率和主振型計(jì)算公式，對給定具體參數(shù)的某動(dòng)乍組鼓形齒聯(lián)軸器進(jìn)行計(jì)算分析，計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)聯(lián)軸器以固有頻率扭振時(shí)，兩圓盤做同相振動(dòng);當(dāng)聯(lián)軸器以Ib1有頻率扭振時(shí)，兩圓盤做異相振動(dòng)1驗(yàn)證上述算

例計(jì)算結(jié)果，對算例模型采用有限元模態(tài)仿真分析，結(jié)果表明兩種方法計(jì)算結(jié)果基本一致，從而驗(yàn)證了理論計(jì)算方法的正確性