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齿轮传动系统在地铁列车中的动力学响应分析

陈文莉翟朝凯胡晓宇路晓鹏林月

柳州铁道职业技术学院广西柳州545616

摘 要：

本文通过对地铁齿轮系统建立MATLAB仿真及Simulink仿真模型，研究齿轮传动系统在啮合过程中

对于城轨列车运行过程中平稳性及噪声的影响。用模态分析法对系统微分方程进行求解，并对其动力

学响应进行分析。研究发现：齿面摩擦系数对地铁齿轮传动系统动力学的影响较明显，包括齿轮的啮

合特性振动响应以及噪声产生机制等，通过该研究，期望对地铁齿轮传动系统牵引提速以及降噪提供

理论参考依据。

关键词：齿轮系统振动动力学混沌

AnalysisoftheDynamicResponseofaGearingSysteminaMetroTrain

ChenWenliZhaiChaokaiHuXiaoyuLuXiaopengLinYue

AbstractInthispaper,MATLABsimulationandSimulinksimulationmodelareestablishedforthesubwaygearsystemtostudytheinfluenceofthegear

：

transmissionsystemonthesmoothnessandnoiseoftheurbanrailtrainduringthemeshingprocess.Thedifferentialequationofthesystemissolved

bymodalanalysis,anditsdynamicresponseisanalyzed.Itisfoundthatthefrictioncoefficientofthetoothsurfacehasasignificantinfluenceonthe

dynamicsofthesubwaygeartransmissionsystem,includingthemeshingcharacteristicsofthegear,thevibrationresponseandthenoisegeneration

mechanism.

Keywords：GearSystem,Vibration,Dynamics,Chaos

齿轮系统作为城轨列车车辆的一种传动齿轮传动系统对于城轨列车车辆动力学在论文研究过程中，齿面摩擦作为影响

装置，其动态性能的好坏直接影响城轨列车性能的影响极其复杂。在研究过程中，一般齿轮运动稳定性的一个重要因素。在考虑了

运行的安全性。目前，对于地铁齿轮系统的都是将齿轮传动系统独立出来进行分析研究，齿轮系统在啮合过程中的内、外激励、齿侧

[1]

研究较少。孙志尚等建立了单自由度渐开并没有将齿轮传动系统与整车结合起来进行间隙、阻尼等对齿轮系统的影响后，建立对

线直齿圆柱齿轮的动力学模型，研究了系统研究。本文以城轨列车齿轮传动系统为研究城轨列车齿轮系统直齿弯-扭-轴模型，从而

[2]

的非线性动力学响应。林梅彬建立了考虑对象，通过建立齿轮系统动力学模型，通过更加准确地研究齿面摩擦对系统非线性动力

齿侧间隙的非线性动力学模型，研究齿侧间系统的分岔图、相图、Poincaré截面图，研究学模型稳定性的影响。

隙对齿轮系统动力学响应的影响，结