魏 静，孙清朝，孙 伟，秦大同，朱才朝，朱万刚，郭爱贵

（1.大连理工大学机械工程学院，大连 116024；2.重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆 400044；3.太原重工股份有限公司，太原 030024）

随着我国高速铁路交通快速发展，机车牵引技术也应运而生。我国铁路牵引齿轮技术研究从上世纪50年代末开始，经过近50年发展，已经达到一定水平。由于机车重载和高速技术的发展，要求牵引齿轮有很高的可靠性和较长的使用寿命。高速铁路机车牵引齿轮箱除要求较轻的重量和较小的结构体积外，还要符合牵引齿轮箱严格的噪声极限值，以使旅客舒适性得以改善。经过一些列技术攻关，我国铁路机车牵引齿轮技术有了很大提高。但是我国机车牵引齿轮箱寿命仍然较低，在寿命和可靠性方面与国外发达国家还有较大差距［1］。

本文以某高速机车牵引齿轮箱齿轮传动系统为研究对象，考虑牵引齿轮箱斜齿轮三维空间全方向自由度的振动响应，综合考虑时变啮合刚度、动态传递误差、齿面间隙、轴承游隙等多种非线性因素影响，建立高速机车齿轮传动系统弯-扭-轴-摆耦合分析模型，探讨齿轮内部激励、齿面间隙、轴承游隙等非线性因素对齿轮系统的影响，为高速机车牵引齿轮传动系统动态设计和齿面侧隙、轴承游隙等参数合理选择提供理论依据。

1 动力学分析数学模型

在齿轮传动系统中，时变刚度和轮齿间隙是齿轮系统中最重要的影响因素。在高速运行情况下，齿轮系统齿侧间隙会导致轮齿间出现重复冲击的现象，此时用传统线性模型和线性理论己经不能真实可靠地反映系统的动力学行为［2-5］。……