第20卷第8期2023年8月铁道科学与工程学报JournalofRailwayScienceandEngineeringVolume20Number8August2023轨道车辆牵引电机轴承的动力学建模与分析方聪聪1,2，关煜彬1,2，周伟1,2，高广军1,2(1.中南大学交通运输工程学院，湖南长沙410075；2.中南大学轨道交通安全教育部重点实验室，轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室，轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心，湖南长沙410075)摘要：轨道车辆牵引电机轴承是重要的旋转支承部件，其高速运转过程中内部元件间产生复杂的接触、碰撞与冲击，是滚道表面疲劳损伤、保持架破损与电机振动噪声的重要来源，深入理解牵引电机轴承运转过程中内部元件的动力学特性，对于提高该关键部件的设计与运维水平具有重要意义。首先，以牵引电机圆柱滚子轴承为研究对象，基于Lagrange多体动力学方法与耦合能量耗散的Hertz接触理论，考虑轴承各部件瞬态动态效应，建立轨道车辆牵引电机轴承的动力学模型。随后，通过与Harris经典理论分析结果对比，验证该模型的准确性。最后，对轨道车辆某型牵引电机轴承处于不同转速、载荷与径向游隙工况下的动力学特性进行分析。结果表明：低转速和径向载荷较小的情况下，在承载区滚子的接触载荷分布呈现较为明显的波动，随着转速加快和径向载荷增大，在承载区滚子的接触载荷分布波动趋于平缓。低转速和较大径向游隙的情况下，内圈质心轨迹朝向无序状态发展且有明显波动，当高转速和较小径向游隙时，内圈质心轨迹稳定且规律性提高，随着转速增大，内圈质心位移运动范围扩大。径向游隙增大的情况下，导致承载区滚子受力逐渐增大，滚子与内圈之间的相互作用力显著增加，从而内圈质心竖直方向加速度变大，运动范围变大且无序性增加。关键词：多体动力学建模；动力学特性；轨道车辆；牵引电机轴承中图分类号：TH133.33文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7029（2023）08-3049-12DynamicmodelingandanalysisoftractionmotorbearingforrailwayvehiclesFANGCongcong1,2,GUANYubin1,2,ZHOUWei1,2,GAOGuangjun1,2(1.SchoolofTraffic&TransportationEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410075,China;2.KeyLaboratoryofTrafficSafetyonTrackofMinistryofEducation,JointInternationalResearchLaboratoryofKeyTechnologyforRailTrafficSafety,National&LocalJointEngineeringResearchCenterofSafetyTechnologyforRailVehicle,CentralSouthUnivers...
