王 燕，刘建新，李 淼

(1.西南交通大学 机械工程学院，成都 610031；2.西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，成都 610031；3.中车株洲电力机车研究所有限公司，湖南 株洲 412001)

计及齿轮时变啮合刚度的机车驱动系统振动稳定性

王 燕1，刘建新2，李 淼3

(1.西南交通大学 机械工程学院，成都 610031；2.西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，成都 610031；3.中车株洲电力机车研究所有限公司，湖南 株洲 412001)

针对齿轮时变啮合刚度激励的机车驱动系统振动问题，基于势能原理获得了齿轮时变啮合刚度，并用傅里叶级数展开，采用“黏着系数-蠕滑速度”经验公式描述具有负斜率特性的轮轨黏着力，建立了驱动系统扭转振动和轮对纵向振动的耦合模型。在系统振动微分方程的平衡位置处对其进行线性化处理，进而利用多尺度法获得了系统振动稳定的边界条件，并进行了数值仿真验证和参数影响分析。分析结果表明：增大被动齿轮与主动齿轮的等效惯量比、轮对与构架的质量比有助于增强机车驱动系统的稳定性；当机车速度接近119/j(km·h-1)(j=1，2，3，…) 时，由于齿轮时变啮合刚度的作用，驱动系统会产生参数共振；且当速度接近119 km·h-1时，系统产生参数共振的区域较广，且啮合阻尼在[0，1×104]N·s·m-1范围内变化时，对系统参数共振区域的范围影响很小，机车应尽量避免以该速度行驶。

机车；驱动系统；时变啮合刚度；多尺度法；稳定性

机车驱动系统主要由牵引电机、传动装置和轮对构成。传动装置一般为齿轮传动，其主要功能是将牵引电机的驱动力有效地传递至轮对，进而通过轮轨接触界面的黏着形成牵引力以实现机车的纵向运动。……