高速列车齿轮箱组成承载传递整车牵引力和制动力,是转向架关键承力旋转部件,其可靠性直接影响列车的运行安全和旅客的生命财产安全。目前,国内四个平台动车组用齿轮箱技术参数、结构尺寸等顶层指标差异大;齿轮箱组成结构复杂,运行环境恶劣,在长期服役过程中曾发生过箱体裂纹、轴承失效、润滑油乳化和漏油等故障。基于上述背景,本文主要研究中国标准动车组新型齿轮箱箱体结构设计、强度仿真,对新型箱体进行实验台试验和线路测试,具体内容如下:(1)梳理既有高速动车组齿轮箱箱体故障原因。基于失效箱体的断口金相分析、强度模态仿真分析和线路动应力测试,从齿轮箱结构设计、工艺制造、质量管控及线路运营环境等方面分析失效原因。(2)进行新型齿轮箱箱体结构设计、强度及模态仿真分析。按高速列车齿轮箱组成统型互换要求,利用CATIA软件进行箱体结构优化设计,研究箱体与构架、车轴、联轴节接口,关注齿轮箱吊杆安装座、油位视窗和观察孔等部位详细结构;利用Hyper Mesh软件重点优化齿轮箱吊杆安装座和油位视窗;利用ANSYS有限元对箱体进行静强度和疲劳强度仿真分析,以保障箱体结构强度安全可靠,进行模态仿真分析,以掌握其固有振动特性。(3)进行新型齿轮箱实验台静强度及模态测试研究。在实验台上对新型齿轮箱箱体进行短路扭矩测试,对关键部位进行应力测试,验证齿轮箱箱体强度,对箱体和齿轮箱组成在自由状态下的模态频率测试,研究其振动特性。(4)进行新型齿轮箱箱体线路强度测试和振动特性研究。基于有限元分析和实验台测试结果,制定新型箱体动应力和加速度测试方案,进行线路测试,对测试数据进行时域和频域特性分析,评估箱体使用寿命。上述研究工作对研制具有自主知识产权的高速列车新型齿轮箱组成,实现自主化生产具有重要意义。