曲线轨道一般由缓和曲线和圆曲线组成，它是轨道的重要组成部分。列车在曲线轨道上运行时通常要考虑曲率半径、轨道超高和限速等问题，它比直线轨道的工况要复杂，掌握高速动车组齿轮箱箱体在曲线轨道上的振动特性显得尤为重要，所以有必要对其进行分析。
3.3.6.1 新镟踏面齿轮箱箱体振动特性
过曲线数据说明：本节截取的线路试验数据中存在较多的“曲线→直线→曲线”线路，即典型的“S”形曲线轨道。基于车体准静态横向加速度，提取齿轮箱箱体曲线试验工况数据，后续提到的过曲线轨道分析轴箱数据的截取方法也是如此。
本次截取的数据共80s，结合图3-68和图3-69分析可知：在前58s列车运行速度基本在288～294km/h，但齿轮箱箱体的横向加速度存在频繁间隔性增加和减小的波动现象，其数值变化大体表现为：30g减小为20g再增加到30g，随后又减小为10g再增加到30g又减小到10g，再增加到20g又减小为10g再增加到20g，最后22s由于列车速度下降，横向加速度又逐渐减小。齿轮箱箱体垂向加速度在过曲线轨道时也存在类似于横向加速度的波动现象，但没有横向显著，这主要是由于齿轮箱箱体在受力发生弹性变化后的耦合效应。
图3-68 齿轮箱箱体加速度时域图
图3-69 齿轮箱箱体加速度RMS与速度关系
图3-70（a）显示了齿轮箱箱体垂向主频主要分布的高频区和低频区，具体如图3-70（b）和图3-70（c）所示。在高频区中2 392Hz为齿轮啮合主频，它随列车速度变化而变化，在该主频的周围存在高频能量响应的主频带是齿轮箱箱体局部固有频率被激发出来与轮轴转频带频率及齿轮啮合频率均发生共振现象所致。与线路运行工况对比，图3-70的时频图中存在[13s，20s]和[43s，53s]两个时段的主频及边频带消失现象，经分析是列车在这两个时段牵引电机断电导致其输出扭矩减小所致；而在[58s，80s]时段主频及边频带消失是由于列车经过分相区时牵引电机被断电，导致主频没有被激发出来。低频区中128Hz为轮轨冲击轨枕时造成的枕跨冲击激扰频率；16Hz为轮轮冲击轨道板时产生的激扰频率；而在47Hz周围存在的众多高能量响应频段，经分析可能是钢轨表面存在垂向不平顺波长引起的轮轨激扰频率，其数值的大小与不平顺程度有关。此外，在高频区时段消失的主频现象在低频区没有出现，说明低频区的垂向加速度主频受曲线轨道的影响较小。
图3-70 齿轮箱箱体垂向加速度时频图
图3-71（b）与图3-70（b）主频相同，在此不做分析，但它存在[13s，20s]、[42s，45s]及[50s，52s] 3个时段主频及边频带消失现象，说明列车在曲线轨道上运行时，齿轮箱箱体的横向加速度能量响应要高于垂向。图3-71（a）表明列车在曲线上运行时，[0Hz，900Hz]频段存在明显的轮轨横向冲击现象。图3-71（c）中不存在图3-70（c）中的主频，但存在主频在能量响应较大的[39Hz，77Hz]频段，经过分析这可能是钢轨表面存在横向不平顺波长及钢轨波磨引起的轮轨冲击频段。
图3-71 齿轮箱箱体横向加速度时频图
3.3.6.2 磨耗踏面齿轮箱箱体与轴箱振动特性
磨耗踏面列车过“S”形曲线轨道的分析数据也取80s，结合图3-72和图3-74分析可知：在前60s列车运行速度控制在291～297km/h，齿轮箱箱体的横向加速度也存在间隔性增加和减小的现象，与3.3.6.1节新镟踏面列车经过曲线轨道时的变化规律非常类似。由此得出：列车经过曲线轨道时，齿轮箱箱体横向加速度在某瞬间会有突变性增加现象，这在图3-72（b）中再次得到验证。而齿轮箱箱体垂向加速度在过曲线轨道时也会有类似于横向振动加速增加的现象，但没有横向增加的显著，其增幅在一倍之内。经分析导致齿轮箱箱体横向加速度显著增加的原因是：①牵引电机由断电状态切换至受电工作状态，使得齿轮啮合振动加剧；②列车在过曲线时，齿轮箱箱体受到轮轨横向冲击作用，或受到较大的离心力或向心力作用使得横向加速度迅速增加；③曲线钢轨表面存在波磨。
图3-72 曲线工况齿轮箱箱体加速度时域图(https://www.xing528.com)
通常情况下轴箱的垂向加速度高于横向，但图3-73和图3-74（b）表明列车在过曲线及减速工况下，轴箱垂向加速度要略高于横向，这可能是因为列车过曲线轨道时，轴箱受到向心力或离心力等载荷使其横向加速度得到增加。此外，轴箱的垂、横向加速度相比于齿轮箱箱体要更加稳定，说明列车过曲线轨道和减速时对轴箱的加速度影响相对较小。
图3-73 曲线工况轴箱加速度时域图
图3-74 齿轮箱箱体与轴箱加速度RMS与速度关系
图3-75（a）中2 404Hz为齿轮啮合频率，在2 464Hz主频附近存在齿轮啮合频率与齿轮箱箱体局部固有频率发生共振现象，在2 345Hz主频附近存在齿轮啮合频率与轮轴转频调制频带发生共振现象；在[16s，21s]、[42s，52s]和[52s，80s] 3个时段存在齿轮啮合主频消失是由于牵引电机断电。在图3-75（b）存在很多以车轮多边形特性激扰频率为载波频率，以轮轴转频为调制频率的调制频带，其中655Hz对应的轮轴转频为28.5Hz左右，是23阶车轮多边形在轮轨激扰下形成的频率。图3-75（c）中存在17Hz、130Hz的主频及30～68Hz的低频高能量响应频带等现象，其产生原因在前面已有分析，在此不作分析。
图3-76中齿轮箱箱体横向加速度时频图与图3-75基本相同，主要区别在于低频区中不存在17Hz和130Hz的主频成分，低频高能量响应频段分布在30～68Hz频段，这可能是钢轨表面存在横向不平顺波长造成轮轨横向激扰频率，该频段存在比较清晰的69Hz为牵引电机转频。
图3-75 齿轮箱箱体垂向加速度时频图
图3-76 齿轮箱箱体横向加速度时频图
比较图3-77和图3-78可知：轴箱垂、横向的中、高频区存在几乎相同的主频成分，其中655Hz主频是23阶车轮多边形的轮轨激扰频率；684Hz是以655Hz为载波频率，轮轴转频为调制频率的边频带；1 923Hz经分析是655Hz的三倍频的超谐波；1 894Hz经分析是以655Hz为载波频率，以轮轴转频为调制频率的边频带626Hz的三倍频，大概在[1 800Hz，2 100Hz]频段的[50s，80s]时段存在高频混叠现象。在低频区都存在86Hz为轮轴转频的三倍频，[31Hz，61Hz]和[31Hz，66Hz] 两个频段分别在轨面存在垂、横向不平顺波长引起的轮轨激扰频段，可以清楚看出轴箱横向加速度频段的能量响应要大于垂向，这是由于列车运行于曲线轨道上存在轮轨横向冲击。
图3-77 轴箱垂向加速度时频图
图3-78 轴箱横向加速度时频图
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