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动力系统轴系动力学特性研究是混合动力挖掘机技术研发的重要内容。混合动力挖掘机动力系统轴系动力学特性严重影响着混合动力中柴油机和电机的耦合效率,不理想的动力学特性将给主轴带来额外的扭转振动和弯曲振动,使主轴产生疲劳应力,影响主轴使用寿命,严重时将导致主轴断裂,甚至产生不可修复的故障。负责863计划重点项目“新型混合动力工程机械关键技术及系统开发与示范应用”的课题组在研发过程中出现的两次主轴断裂说明对动力系统轴系动力学特性研究十分必要。本文以有限元法为基础,综合考虑通轴并联式混合动力挖掘机动力系统结构、激励源和主轴变形,对通轴并联式混合动力挖掘机动力系统轴系动力学特性进行了一系列的研究。具体工作与结论如下：(1)分别对组成柔性连接的通轴并联式混合动力挖掘机动力系统主轴的柴油机曲轴、电机转子和刚性连接的动力系统主轴建立有限元模型,并进行有约束状态下的模态分析。结果显示电机转子在联轴器端的轴段容易发生振动,主要振型为扭振和弯振。(2)建立柴油机轴系动力学模型。通过对模型进行仿真分析,得出柴油机曲轴输出端的高幅振动集中在0-2.5倍曲轴转频区间,其中扭振最高幅值出现在2倍转频处,径向振动出现在1倍转频处。(3)分别建立柔性连接的和刚性连接的通轴并联式混合动力挖掘机动力系统轴系动力学模型。通过对两种模型的动力学仿真结果进行对比分析,得出将刚性连接改为柔性连接可以显著改善通轴并联式混合动力挖掘机动力系统轴系易断轴段截面的动力学特性。(4)通过对柔性连接的通轴并联式混合动力挖掘机动力系统轴系动力学特性进行进一步仿真分析,得出易断轴段截面较高幅值的振动集中在2倍主轴转频处,在0-250Hz范围内出现了该截面的一个固有扭振频率,频率值为41.73Hz；易断截面处径向高幅振动出现在0.5～2.5倍转频范围内,在0-250Hz范围出现了一个y方向的径向振动固有频率,频率值近似为43.42Hz。(5)设计、建造了研究通轴并联式混合动力挖掘机动力系统轴系动力学特性的实验平台,并实验分析易断截面的扭振特性。结果显示易断截面在2倍转频处出现了高幅值扭振,幅值大小与速度大小有关；扭振幅值随转频倍数变化的走势与速度无关；在2倍转频处出现了截面的扭振固有频率,这些结论和仿真结果基本一致,验证了前文建立的动力学模型的正确性。实测分析结果中的固有频率为33Hz,较仿真结果得出的固有频率偏小,这是由于实测截面的扭转刚度小于仿真模型中检测截面的扭振刚度。