160km／h快速轨道车走行齿轮箱箱体的有限元分析.pdfVIP

计算机应用 铁道机车车辆工人 第5期2012年9月 文章编号 ：1007—6042(2012)05—0042—03 160km／h快速轨道车走行齿轮箱 箱体 的有限元分析 陈亚东 胡高华 陈丽丽 (南车戚墅堰机车车辆工艺研 究所有限公司 江苏 常州 213011) 摘 要：建立 了160km／h快速轨道车走行齿轮箱箱体的三维实体模型，对箱体在最 大载荷作用工况下 ，进行结构强度计算与校核 ，并对齿轮箱箱体进行动力学模态分 析。最后将计算结果与箱体静 强度试验进行对比，对箱体的结构作 出分析结论。 关键词 ：轨道车；齿轮箱；箱体 ；有限元分析 ；试验 中图分类号 ：U262．3 文献标识码 ：B Abstract：A 3D physicalmodelfortherunninggearhousingof160km／hrailcarisestab— lishedforcalculationandverificationofthestructuralstrengthanddynamicmodelanalysis ofthegearhousingundermaximum load．A comparison isfinallycarriedoutbetweenthe computedresultsandthestaticstrengthtestingofthegearhousing，andconclusionsonthe structureofgearhousingarereachedaftersystematicanalysis． Keywords：railcar；gearbox；gearhousing；FEA；testing 160km／h快速轨道车主要应用于高速铁路维 中对其进行有限元分析。模型建立时忽略了小孔 、 护期 间的材料 、人员运输 ，也是各种铁路施工和检测 倒角等小特征 ，上 、下箱体之 间连接处理为刚性连 设备的装载平台。走行齿轮箱是该车走行传动系统 接 ，用 solid185单元进行 网格划分 ，得到34804个单 的关键核心部件 ，主要 由箱体 、齿轮副、润滑密封系 元 ，10807个节点。建立的有限元模型如图 1所示。 统和通气器等组成 。其中，箱体用于支撑和固定轴 系零件 ，是保证传动零件的啮合精度 、良好润滑和密 封的重要零件 ，其重量约 占总重量的40％ 。在轨 道车的走行过程中，箱体承受来 自轨道的振动和冲 击 ，应具有 良好 的强度及刚度。本文对箱体进行有 限元结构强度和动力学模态分析 ，并与试验结果进 行对 比，以检验箱体强度和刚度是否达到要求 。 1 箱体有 限元建模 由于 160km／h快速轨道车走行齿轮箱箱体的 形状复杂 ，本文采用三维实体建模软件 Pro／E进行 图1 箱体有限元模 型 建模 。通过 Pro／E与有 限元分析软件 ANSYS的接 口，将 Pro／E建立 的齿轮箱箱体模 型导入到 ANSYS 2 材料特性和载荷工况 收稿 日期 ：2011—12—15 2．1 材料属性 作者简介：陈亚东 (1984一)，男 ，硕士学历 ，工程 师，从事大型养路机 箱体采用球墨铸铁 QT400—18AL铸造 ，弹性模 械齿轮箱 的设计工作。 量 1．73e5MPa，密度 7300kg／m ，泊松 比0．3，疲劳 42