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机车齿轮传动系统非线性动力学研究
| 论文题名： | 机车齿轮传动系统非线性动力学研究 |
| 关键词： | 铁路机车;齿轮系统;稳定性;非线性动力学 |
| 摘要： | 随着经济的快速增长及人们生活水平的提高，社会对铁路交通运输的快速、安全、舒适等需求的日益增长，铁路交通运输必然肩负巨大压力，因此，对机车各个部分的研究变得十分重要。齿轮系统是机车上最重要的结构之一，长期保持着高速重载的运转状态，且其运行状态受到很多因素的影响，要保证机车的正常运行，齿轮系统良好的状态是前提。所以，对机车齿轮系统进行研究有着重要的意义。 本文以机车齿轮系统为研究对象，综合考虑了误差激励、时变啮合刚度、啮合阻尼、轴承支承刚度等因素，对系统进行了建模分析，取得了一些成果与进展，论文的主要研究内容如下: (1)本文建立了三自由度的机车齿轮传动系统弯-扭耦合模型，对该模型进行了无量纲处理，并采用数值积分方法求解该模型。通过分析齿轮转速及支承刚度对系统非线性产生的影响，可以发现齿轮系统的运动状态随着参数的改变而发生了剧烈的变化，在两种情况下均出现了单周期、双周期、混沌等多种运动形式，由此说明齿轮转速及支承刚度均为系统的强非线性参数。 (2)运用石川法(Ishikawa)计算得到齿轮的时变啮合刚度，再通过分段二次函数拟合的方式得到十分准确的齿轮时变啮合刚度函数方程，将得到的方程带入所建模型之中，最终得到比较准确的结果，最后的相关结论也验证了结果的正确性。 (3)综合考虑了机车齿轮系统的内部激励与外部激励。分析了系统的误差激励、驱动力波动力矩、啮合刚度、啮合阻尼、支承阻尼、等效质量、驱动力矩等激励。考虑到实际情况，驱动力矩是通过分析机车轮对黏滑特性而得来的。 (4)最后利用Floquet理论对系统的稳定性进行了分析，讨论了齿轮转速及支承刚度对系统稳定性的影响，得出的结论与前面的非线性分析结果基本一致。另外，对系统进行的稳定性分析表明，本文所建齿轮系统模型运动周期性变化有倍周期分岔、Hopf分岔及鞍结分岔三种形式，解释了系统如何由周期运动进入混沌运动。 |
| 作者： | 贺光跃 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 王俊国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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