山地（齿轨）轨道交通牵引齿轮-齿轨啮合动态响应特性研究

山地（齿轨）轨道交通牵引齿轮-齿轨啮合动态响应特性研究

陈志辉1，杨吉忠1，宫垂玉2，舒睿洪1，高永吉2，赵玉凯3

1. 中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都610031；

2. 中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛266111；

3. 郑州机械研究所有限公司，河南郑州450001

摘要：牵引齿轮齿轨作用系统是齿轨列车在大坡度地段运行时的主要承载结构，其动态啮合状态将对齿轨列车安全平稳运行有较大影响。围绕国内首条齿轨列车试验线工程，基于多体动力学理论及齿轮传动动力学理论，以Strub 齿轨结构为研究对象，进一步建立了具有35 个自由度的车辆-齿轨系统耦合动力学模型。采用美国五级谱为不平顺激励输入，重点探究了坡度、运行速度对齿轨啮合力及接触压力的影响规律，对比分析了不同齿形及实际啮合中心距下的齿轨动力特性。研究结果表明：同等坡度下齿轨动力特性随着速度的提升逐渐恶化，坡度越大则动力响应越明显；斜齿作用下的齿轨动力响应小于直齿系统，啮合力及接触压力分别降低33.51% 与38.97%；牵引齿轮与齿轨间的实际啮合中心距越小，则动力响应越大，最大增幅约为22.06%。