齿轮传动系统是重载货运机车走行部结构的核心和关键系统之一,传统的铁路机车驱动系统动力学研究中,齿轮传动系统多采用的是刚体模型,而忽略齿轮模态及变形对动力学的影响。为深入研究齿轮传动对重载机车动力学的影响,本文分别建立了重载机车刚性传动和柔性传动系统,利用ANSYS和SIMPACK软件联合仿真建立重载机车多体动力学模型,同时进行重载机车启动过程及多工况条件下的动力学仿真与分析,研究结果为重载机车传动系统的动力学设计提供理论依据。主要研究内容如下:(1)根据铁路重载机车相关的模型参数建立了某型重载货运机车模型,利用CAD软件绘制了机车踏面及钢轨模型,同时通过离散化获得对应离散点以制作可供SIMPACK调用的文本。(2)采用SIMPACK软件中的225号力元,根据齿轮模型参数建立刚性齿轮系统,将齿轮传动模型作为子系统导入机车转向架模型中。同时根据机车结构和参数,建立了考虑齿轮传动系统激励的整车多体动力学模型。通过模态计算获得柔性齿轮模型的振型以及模态结果,将其导入SIMPACK得到柔性体齿轮模型,同时将其作为子结构导入模型建立含柔性传动系统的重载机车模型。(3)采用美国五级轨道谱,进行了齿轮刚性传动激励的重载机车动力学仿真研究,通过多种工况条件的仿真计算,对比研究了重载列车的轮轨垂向力、轮轨横向力、脱轨系数、轮重减载率、转向架构架振动加速度、车体振动加速度,获得驱动系统对轨道车辆动力学特性的影响规律。(4)进行了齿轮柔性传动激励的重载机车动力学仿真研究与分析,同时通过对比刚性传动与柔性传动机车的车体、转向架构架、齿轮箱、电机以及大小齿轮的振动特性,获得刚柔耦合齿轮传动系统对重载机车动力学的影响规律。