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Torque effect on vibration behavior of high-speed train gearbox under internal and external excitations

Railway Engineering Science 2024年第2期32卷 229-243页

作者： Yue Zhou Xi Wang Hongbo Que Rubing Guo Xinhai Lin Siqin Jin chengpan wu Yu Hou School of Mechanical Electronic and Control EngineeringBeijing Jiaotong UniversityBeijing 100044China CRRC Qishuyan Institute Co. Ltd.No.258Wuyi RoadQishuyanChangzhou 213011China Frontiers Science Center for Smart High-Speed Railway System Beijing Jiaotong UniversityBeijing 100044China

The high-speed train transmission system,experiencing both the internal excitation originating from gear meshing and the external excitation originating from the wheel-rail interaction,exhibits complex dynamic behavior in the actual service *** paper focuses on the gearbox in the high-speed train to carry out the bench test,in which various operat-ing conditions(torques and rotation speeds)were set up and the excitation condition covering both internal and external was *** responses on multiple positions of the gearbox were acquired in the test and the vibration behavior of the gearbox was ***,a stochastic excitation modal test was also carried out on the test bench under different torques,and the modal parameter of the gearbox was ***,the sweep frequency response of the gearbox under gear meshing excitation was analyzed through dynamic *** results showed that the torque has an attenuating effect on the amplitude of gear meshing frequency on the gearbox,and the effect of external excitation on the gearbox vibration cannot be ignored,especially under the rated operating *** was also found that the torque affects the modal param-eter of the gearbox *** torque has a great effect on both the gear meshing stiffness and the bearing stiffness in the transmission system,which is the inherent reason for the changed modal characteristics observed in the modal test and affects the vibration behavior of the gearbox consequently.

关键词： High-speed train Gearbox Bench test Vibration behavior Modal identification

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Variation in contact load at the most loaded position of the outer raceway of a bearing in high-speed train gearbox

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Acta Mechanica Sinica 2021年第11期37卷 1683-1695,I0003页

作者： Yu Hou Xi Wang Hongbo Que Rubing Guo Xinhai Lin Siqin Jin chengpan wu Yue Zhou Xiaolong Liu School of Mechanical Electronic and Control EngineeringBeijing Jiaotong UniversityBeijing100044China CRRC Qishuyan Institute Co. Ltd.Changzhou213011China

For the fatigue failure and tribological property of a rolling element bearing,the contact load variation plays a significant role while the most loaded position of the bearing outer raceway takes the greatest risk of *** paper focuses on the variation in contact load on the most loaded position of the outer raceway of a gearbox bearing in high-speed *** operation conditions of different input speeds and torques,the dynamic contact load distribution in a gearbox bearing of high-speed train was measured by instrumenting the bearing with strain *** most loaded position was identified accordingly and the features and reasons of the variation in contact load on this position were *** factors were found to have varying degrees of impact on the contact load variation under different gear meshing conditions:modal vibration of the cage or shaft,radial geometrical differences among the rollers and vibration of the gearbox housing.

关键词： High-speed train gearbox Instrumented bearing Load distribution Contact load variation

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Measured load spectra of the bearing in high-speed train gearbox under different gear meshing conditions

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Railway Engineering Science 2023年第1期31卷 37-51页

作者： Yu Hou Xi Wang Shouguang Sun Hongbo Que Rubing Guo Xinhai Lin Siqin Jin chengpan wu Yue Zhou Xiaolong Liu School of Mechanical Electronic and Control EngineeringBeijing Jiaotong UniversityBeijing 100044China CRRC Qishuyan Institute Co. Ltd.Changzhou 213011China

The load spectrum is a crucial factor for assess-ing the fatigue reliability of in-service rolling element bear-ings in transmission *** a bearing in a high-speed train gearbox,a measurement technique based on strain detection of bearing outer ring was used to instrument the bearing and determine the time histories of the distributed load in the bearing under different gear meshing ***,the load spectrum of the total radial load car-ried by the bearing was *** mean value and class interval of the obtained load spectrum were found to vary non-monotonously with the speed and torque of gear mesh-ing,which was considered to be caused by the vibration of the shaft and the bearing *** the realistic service load input of bearing life assessment,the measured load spectrum under different gear meshing conditions can be used to pre-dict gearbox bearing life realistically based on the damage-equivalent principle and actual operating conditions.

关键词： Gearbox bearing High-speed train Strain response Load spectra Gear meshing conditions

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内部激励下高速列车齿轮箱振动行为及轴承载荷特性实验研究

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振动与冲击 2023年第13期42卷 242-250页

作者：周越王曦侯宇阙红波呙如兵林新海金思勤吴成攀北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司江苏常州213011

内部激励是影响高速列车齿轮箱振动及齿轮箱轴承动载荷的重要因素。借助齿轮箱传动系统试验台架,在多种扭矩与转速工况下,开展了高速列车齿轮箱箱体振动响应及齿轮箱轴承载荷测试试验。对各工况下齿轮箱不同部位的振动信号进行分析,发... 详细信息

内部激励是影响高速列车齿轮箱振动及齿轮箱轴承动载荷的重要因素。借助齿轮箱传动系统试验台架,在多种扭矩与转速工况下,开展了高速列车齿轮箱箱体振动响应及齿轮箱轴承载荷测试试验。对各工况下齿轮箱不同部位的振动信号进行分析,发现特定转速下的齿轮啮合频率能够激发齿轮箱箱体的模态共振,而扭矩能够影响系统的频响特征。对加速工况下的齿轮箱振动加速度进行了阶次跟踪,并通过基于阶次的工作模态识别方法获取了齿轮箱箱体的模态参数,发现齿轮箱的工作模态振型导致了齿轮箱在不同转速下振动行为的差异。通过对比不同工况下齿轮箱振动加速度均方根和实测轴承载荷变异系数,建立了齿轮箱轴承载荷动态特性与齿轮箱振动行为间的对应关系。

关键词：高速列车齿轮箱振动行为轴承载荷工作模态识别

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某型号齿轮箱漏油故障分析及处理

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机车车辆工艺 2020年第3期 59-60页

作者：王本涛李森吴成攀中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司江苏常州213011

分析了某型号齿轮箱漏油故障原因,通过对齿轮箱密封部位几何结构分析、流场仿真验证,给出该型号齿轮箱迷宫处尺寸参数对密封性能的影响,提出了优化尺寸参数进而提高密封性能的解决方案,试验验证证明了解决方案的可行性,达到了预期的效果。

关键词：齿轮箱漏油密封结构流场仿真

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动车组齿轮箱用C型支架结构橡胶节点的分析

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机车车辆工艺 2022年第4期 53-55页

作者：吴成攀陈炜赵慧栗华中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司江苏常州213011 中国铁路上海局集团有限公司常州机车车辆监造项目部江苏常州213011

文章以动车组齿轮箱常用吊挂装置的典型特点入手,重点介绍了C型支架结构吊挂装置的工作原理和注意项点,总结了该结构橡胶节点在使用过程中遇到的常见问题,为C型支架结构吊挂装置在轨道交通齿轮箱上的设计和使用提供了借鉴。

关键词： C型支架齿轮箱叠层橡胶弹簧

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动车组齿轮箱接地装置碳刷磨耗影响因素分析

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机车车辆工艺 2022年第3期 8-10页

作者：赵慧栗华吴成攀孙轶山高扬中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司江苏常州213011

文章主要介绍动车组齿轮箱接地装置的结构、功能及工作原理,对影响接地装置中关键导流部件碳刷磨耗的因素作出详细分析,并通过台架试验进行验证,从而提出针对性的处理方案,为不同动车组选用齿轮箱接地装置碳刷提供参考。

关键词：动车组齿轮箱接地装置碳刷磨耗

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动车组齿轮箱铝合金轴承座应用可行性分析

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机车车辆工艺 2023年第2期 14-16页

作者：栗华赵慧吴成攀高扬魏昱洲中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司江苏常州213011

文章主要通过基于材料线膨胀系数的理论分析及基于热分析的接触压力仿真两方面对整体式铝合金轴承座的应用可行性进行分析。设计了可解决材料线膨胀差异问题的异种金属复合铸造式轻量化轴承座。

关键词：动车组铝合金轴承座整体式异种金属复合铸造式

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齿轮箱油位计玻璃板裂纹分析

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机车车辆工艺 2021年第6期 54-56页

作者：吴成攀魏昱洲高扬徐沙林颜晓风中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司江苏常州213011 中车常州车辆有限公司江苏常州213011

文章针对齿轮箱油位计玻璃板裂纹问题,从受力状态、裂纹断口显微检查、仿真分析、测试试验等方面,对裂纹产生的原因进行了分析和研究,并提出了运用评估建议和改进措施。

关键词：齿轮箱油位计玻璃板裂纹

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高速动车组齿轮箱系统持续高温下的可靠性研究

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大连交通大学学报 2022年第3期43卷 31-36页

作者：许东日王泽飞戴晓超吴成攀高扬中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春130062 中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司江苏常州213001

通过对高速动车组齿轮箱进行温度场计算分析,得出齿轮箱系统内部各关键部位的温度分布、热稳定温度及散热效率.从原始设计和关键零部件的加工制造等方面研究持续高温对齿轮箱系统性能的影响,初步得出满足高速动车组齿轮箱长期安全运用... 详细信息

通过对高速动车组齿轮箱进行温度场计算分析,得出齿轮箱系统内部各关键部位的温度分布、热稳定温度及散热效率.从原始设计和关键零部件的加工制造等方面研究持续高温对齿轮箱系统性能的影响,初步得出满足高速动车组齿轮箱长期安全运用的最高温度,通过台架试验验证在该温度下长时间运行后齿轮箱系统及各零部件的热稳定性和可靠性,最终给出高速动车组齿轮箱在持续高温下安全运行能承受的温度极限值,为后续动车组提速中传动系统的设计提供了技术储备.

关键词：温度场高速动车组齿轮箱热稳定性可靠性

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