往复机械是石化行业、汽车、船舶等领域的关键机组,但是往复机械的结构十分复杂,易损部件多,维修工作繁重。关键部件发生故障常常会导致整个生产停产和大型设备的停机,而对往复机械不同种类故障的实验研究难度较大。本文采用动态特性仿真的分析方法,对往复式机械中的柴油发动机组齿轮传动系统及往复压缩机活塞杆的故障进行研究,找到相应的故障特征并与实际故障特征对比研究,指导相应故障的诊断测试及实验研究,从而减少往复式机械的各类停机故障,增加机器的运行寿命。本文研究内容与工程实际密切相关,对保证现场往复压缩机组和柴油发动机组正常运行具有重大的实际意义。研究内容如下:(1)针对柴油发动机组齿轮传动系统的齿轮断齿故障,通过建立斜齿轮啮合传动的有限元瞬态动力学分析模型,研究齿轮啮合传动在正常和不同断齿情况下的齿轮接触应力变化规律,并通过实验对有限元分析的结论进行验证。(2)针对柴油发动机齿轮传动系统的凸轮轴齿轮断齿故障、凸轮轴轴向窜动故障及中间齿轮径向振动故障,通过ADAMS多体动力学仿真软件进行模拟,研究凸轮轴齿轮和中间齿轮的接触力变化规律,并与故障案例中实际故障数据对比分析,验证模拟的正确性。(3)针对往复式压缩机活塞杆紧固螺母松动故障和活塞杆跳动故障,通过多体动力学和有限元瞬态动力学联合仿真,研究活塞杆紧固螺母松动故障和活塞杆跳动故障的故障特征,并将模拟分析结果与实际故障的相关数据共同分析研究。