为获得渐开线齿轮啮合传动时轮齿碰撞力的变化规律,提出基于动力学仿真的渐开线轮齿碰撞力计算方法。建立一对渐开线齿轮啮合传动的动力学模型,给出基于Hertz接触理论的齿轮啮合传动时轮齿碰撞力的计算方法。对齿轮啮合传动时的轮齿碰撞力、x向碰撞力和y向碰撞力的变化规律及其频谱特征进行仿真研究。仿真结果表明齿轮啮合传动时碰撞力的幅值波动显著,轮齿从啮入到啮出,碰撞力从0 kN增加到最大碰撞力后又减小至0 kN,具有明显的周期性;碰撞力频谱中会出现齿轮啮合频率的1倍频和2倍频;x向碰撞力和y向碰撞力幅值波动显著,具有相同的频谱特征,相位相差约90°;频谱中出现齿轮的旋转频率和啮合频率,存在明显的调制现象,其中载波为齿轮的啮合频率,调制波为齿轮的旋转频率。

从谐波齿轮传动性能的角度,通过对目前使用比较多的3种齿廓型式进行比较,选择了圆弧齿廓作为谐波式齿轮泵齿轮啮合的齿廓型式。圆弧齿廓采用了柔轮齿廓为公切线型双圆弧齿廓和刚轮齿廓为外凸齿廓的型式,并且从图形和参数方程两方面来表示柔轮和刚轮的齿廓,为进一步研究谐波式齿轮泵提供了必要的理论参考。

齿轮箱合口面漏油为机车常见齿轮箱故障。本文根据齿轮箱结构分析合口面漏油原因,对不同密封胶进行工艺试验,对比齿轮箱密封性能。选取适用于齿轮箱的密封性能方案并跟踪验证效果。机车齿轮箱为齿轮啮合提供一个密闭的空间,并储存润滑油供齿轮润滑。齿轮箱密封不良容易导致异物进入齿轮箱内部或者润滑油溢出,常见为齿轮箱漏油。漏油严重时可导致齿轮因润滑不良而胶合,形成较大的列车运行安全隐患。目前的机车齿轮箱主要采用铸件,相较于直流车的焊接齿轮箱,其几何尺寸和形位公差更易保证。但由于设计和工艺实践的不足,依然会造成较多的漏油故障。组织现场售后服务人员专项普查了齿轮箱状态,湖东、兰西等机务段均有齿轮箱漏油报告。本文主要针对该型机车齿轮箱的合口面密封进行解析,明确适用于该型齿轮箱的密封方案。

为解决线束包覆过程中劳动力消耗过大的问题,运用SolidWorks设计了一种行星结构轮带复合传动的线束自动缠绕机构,该机构具有配合工业机器人进行缠绕及自动断带的功能。为了解该机构运动特性,使用ADAMS对其进行了动态仿真,研究了该机构的传动特性、影响传动稳定的内外因素、振动响应频率及齿轮啮合特性。结果表明:该线束缠绕机构运行平稳。该研究为后续模型的优化提供了参考。