高 扬 方翁武 魏昱洲 赵 慧

(中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司 江苏 常州 213000)

0 引言

随着我国高速铁路的快速发展，列车运营时速已至350 km/h，高速的运行使得车辆各部件的工作环境愈加复杂。齿轮箱驱动装置作为保证高速动车组持续稳定运行的关键零部件，其运行的可靠性、稳定性、安全性将直接影响传动系统甚至动力车整车的正常运行[1]。

高速动车组齿轮箱在内外激励的作用下会产生振动，当齿轮箱的低阶固有频率与工作频率接近时系统产生共振，严重的共振会加速零部件的损坏，降低齿轮箱使用寿命[2]。开展高速动车组齿轮箱模态分析，识别齿轮箱的模态参数，包括固有频率、振型、刚度等，不仅可为结构动力特性的优化设计提供依据，还可用于故障诊断及预报，对于保障高速动车组的正常线路运营具有重要意义。本文以国内典型高速动车组齿轮箱箱体为研究对象，运用振动理论、有限元方法和模态测试手段开展了齿轮箱的振动特性研究，获得箱体的固有频率和模态振型，通过对仿真结果和试验结果的对比分析，确认了不同结构类型箱体对模态特性的影响，提出优化提升设计建议，并验证其正确性。

1 模态分析理论基础

模态是表征自由振动时结构振动特性的量，由系统本身的属性和材料特性决定，与外部载荷无关。对系统进行模态分析，可得到系统的固有频率以及在固有频率下的固有振型，低阶固有频率对系统的振动特性有着重要的影响[3]。……