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大功率交流传动货运机车整体驱动系统研究
| 论文题名： | 大功率交流传动货运机车整体驱动系统研究 |
| 关键词： | 交流传动;货运机车;驱动系统;主动齿轮;叠片式膜片联轴器 |
| 摘要： | 为我国自主开发大功率交流传动货运机车先进的驱动系统，本文重点研究我国引进的120 km/h交流传动货运机车的整体驱动系统技术。通过对国际上交流传动货运机车三种主要驱动系统方案的比较分析，确定该驱动系统的结构方案为主动齿轮两端支承、叠片式膜片联轴器、斜齿圆柱齿轮传动、齿轮箱和电机一体式的整体驱动系统。 根据列车牵引性能和规定剩余加速度的要求，确定C0-C0机车的单轴功率为1600kW，牵引5000t/6000t重量，在平直线路上速度为120km/k时，剩余加速度为0.013m/s2。。主动齿轮采用两端支承，四点角接触球轴承轴向定位，根据SKF额定寿命计算公式，轴承寿命均大于300万公里。 基于在Ansys计算三种工况下传动齿轮的单点和双点啮合时，轮齿的齿根弯曲应力和齿面接触应力。结果表明：主动齿轮齿根弯曲应力和接触应力沿齿宽方向逐渐减小，靠近扭矩输入端出现最大值且变化率较大，远离扭矩输入端应力变化平缓，单点啮合较两点啮合危险。 在电机轴和主动齿轮轴之间采用叠片式膜片联轴器，首先确定膜片联轴器的结构方案和主要结构参数，从而分析联轴器的强度和扭转刚度、弯曲刚度、轴向刚度和径向刚度等。该联轴器：扭转刚度，基本为常量3.78×107N.m/rad；弯曲刚度随弯曲轴转动，呈余弦变化趋势，周期60度，最大弯曲刚度为3.654×103N.m/rad；径向刚度为109数量级。 计算扭矩变化的六种不同工况下，由电机轴和主动齿轮轴的附加位移对轴承载荷的影响在2％以内。在电机转速为4065r/min和2275r/min时，转子系统在G16、G6.3和G2.5三种平衡精度等级下，动不平衡对轴承载荷的影响在7％以内。采用径向梯形齿均匀端齿盘联结联轴器和主动齿轮轴，有效的解决大扭矩的传递和空间紧张问题。最后给出整体驱动系统的装配工艺方案，并分析主动齿轮轴和从动齿轮轴平行度的尺寸链，为保证传动齿轮运动的6级精度，需要各组成环的精度等级均在六级以上。 该驱动系统方案可满足单轴功率为1600kW的机车需要；该系统的核心技术为叠片式膜片联轴器，保证足够大的径向刚度和合适的弯曲刚度是该系统的关键。 |
| 作者： | 陈崇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张红军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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