考虑轴承故障高速列车齿轮传动系统振动响应分析

作     者：张阿中 刘建新 蔡久凤 ZHANG Azhong;LIU Jianxin;CAI Jiufeng

作者机构：西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 西南交通大学机械工程学院成都610031 

出 版 物：《噪声与振动控制》 (Noise and Vibration Control)

年 卷 期：2022年第42卷第5期

页      面：165-170页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52072321) 牵引动力国家重点实验室自主研究课题资助项目(2021TPL-T04) 

主　　题：故障诊断 高速列车 齿轮传动系统 剥离故障 动力学分析 

摘      要：齿轮传动系统在高速列车运行过程中起着连接和动力传递的关键作用,齿轮传动系统中的滚动轴承长期处于高速运行状况,易于出现故障。为研究轴承出现故障后高速列车齿轮传动系统的振动响应,基于Hertz接触理论,考虑齿轮传动系统输入轴上圆柱滚子轴承内圈滚道上的剥离故障,利用三维建模软件SolidWorks和动力学软件RecurDyn分别建立正常工况和故障工况下的齿轮传动系统动力学模型。通过仿真分析可以发现:故障工况下,输入轴上轴承滚子的角速度会出现周期性突变,输出轴上从动齿轮的角速度变化剧烈,而轴承滚子的角速度几乎不变;输入轴上包括主动齿轮在内的所有零件振动加速度明显增大,并且输出轴上零件的振动加速度也有所增大;主动齿轮和从动齿轮齿面接触力增大;输入轴上轴承滚子与内圈会瞬时脱离,影响轴承的稳定运行。研究结果可为高速列车齿轮传动系统中轴承故障的诊断、预防提供参考数据。