振动加速度对高速动车组齿轮箱箱体疲劳强度的影响

分析图5-41可知：在理想车轮工况下，这6个测点纵向加速度均方根值随着速度的增加而微幅增加；对于幅值为0.3mm的20阶车轮多边形，在100～200km/h速度范围内，纵向加速度均方根值呈小幅增长趋势，当速度从200km/h增加300km/h时，除轮轴（与齿轮箱连接处）在速度从250km/h增加300km/h时的纵向加速度均方根值有所下降外，其余各测点纵向加速度均方根值都随速度上升而显著增加且分别达到各自最大值；当速度为300km/h时，轴箱加速度均方根值在所有测点中为最小，约为197m/s2，而大齿轮箱齿面观察孔的加速度均方根值为最大，约为680m/s2，二者超过3倍关系。

图5-41　纵向加速度均方根

图5-42　横向加速度均方根

从图5-42中可以看出，在理想车轮工况下6个测点的横向加速度均方根值随着速度的增加而微幅增加。对于幅值为0.3mm的20阶车轮多边形，6个测点的横向加速度均方根值在100～200km/h速度范围内缓慢增加；对于轴箱和轮轴（与齿轮箱连接处）两测点，在200～250km/h速度范围内其加速度均方根值小幅增加，当速度超过250km/h后，加速度均方根值显著增加；对于齿轮箱箱体4个测点，在200～250km/h速度范围内其加速度均方根值均显著增加，当速度超过250km/h后，其值随速度增加而显著减小。从图中可以发现，当速度为250km/h时，齿轮箱箱体的4个测点的加速度均方根值均达到最大，其中大齿轮箱齿面观察孔的值约为500m/s2。(www.xing528.com)

从图5-43中可以看出，在理想车轮工况下6个测点的垂向加速度均方根值随着速度的增加而微幅增加。对于幅值为0.3mm的20阶车轮多边形，在100～200km/h的速度范围内，除轴箱垂向加速度呈明显增加外，其余5个测点的垂向加速度均方根值几乎都不变；当速度从200km/h增加到250km/h时6个测点的垂向加速度均方根值均显著上升；当速度从250km/h增加到300km/h时，轴箱和轮轴（与齿轮箱连接处）的垂向加速度均方根值快速持续快速上升，小齿轮箱箱体轴承正上方的值小幅增加，最大值为轴箱测点，约为600m/s2，而大齿轮箱箱体的3个测点垂向加速度均方根值呈较明显的下降趋势，即速度为250km/h时这3个测点垂向加速度均方根达到最大值，齿轮箱箱体的最大垂向加速度均方根值在大齿轮箱箱体轴承正上方，约为500m/s2。

图5-43　垂向加速度均方根

由以上分析可知，在曲线轨道上当车轮出现20阶车轮多边形后，6个测点的加速度均方根值的响应随速度变化影响比较显著，当速度达到200km/h以上时更加明显，说明幅值为0.3mm的20阶车轮多边形轮轨激励对高速动车组的轴箱、轮轴（与齿轮箱连接处）及齿轮箱箱体的加速度均方根值的影响非常显著。而且有一个明显的特性是：当速度从250km/h增加300km/h时，齿轮箱箱体各测点纵向加速度均方根值都随速度上升而显著增加且分别达到各自最大值；当速度为250km/h时，齿轮箱箱体的4个测点的横向加速度均方根和大齿轮箱箱体上3个测点垂向加速度均方根均达到各自最大值。