第四章-走行部主要部件结构与设计
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磨 耗 率 (单位：毫米/万公里)
C. 解决方法：采用磨耗形（凹形、0
运行公里
磨耗率与运行公里的关系图
5
轮轨接触情况
轮轨接触点
3. 磨耗形踏面的定义：
将新的车轮踏面外形直接做成与标准锥形踏面磨耗后 的形状相类似（或近似）的这样一种踏面，称为磨耗 形踏面（亦称凹形、曲形、弧形踏面）。
磨耗形踏面外形图
图4
14
橡胶弹性车轮之所以能明显降低噪声，主要原因是： 1、由于橡胶能吸收高频振动、降低冲击，并使轮轨间（特 别是在曲线上）的摩擦得到改善。 2、另外，采用刚性车轮时，由于轮箍在轨道上滚动而出现 的噪声会通过轮心的膜片作用而大大强化，并以体噪声 的形式传至车体，而采用橡胶弹性车轮时，该噪声被橡 胶层隔绝。 刚性车轮 C．橡胶弹性可明显减少轮缘磨耗 橡胶弹性车轮通过曲线时的轮缘 橡胶弹性车轮 磨耗与刚性车轮的比较情况见图 5所示。 由于橡胶弹性车轮的轴向弹性， 使通过曲线及道岔时轮缘刚性贴 图5 轮缘磨耗比较 靠钢轨滑行的情况受到了弹性约 束，摩擦力及其造成的轮缘磨耗 大大降低（最大可降低40%）。
11
弹性车轮 主要优点：可减小车辆簧下部分质量，降低轮轨力，缓 和冲击，提高列车运行平稳性，改善车轮与车轴的运 用条件，减小磨耗和噪声。
压缩型
压剪型
② 特点
A．垂向弹性可明显降低车轮垂向加速度 早在1933年，希施费尔德 （Hirschfeld）就对橡胶弹性车 轮的垂向冲击加速度进行了研 究，其成果列于图1和图2中。 图1表示车轮垂向冲击加速度与 车轮静挠度的关系，可以看出： 当完全刚性的车轮在刚性道床 的轨道上运行时（通常轻轨线 路或地铁线路的混凝土道床是 1.75mm 图1 很硬的），冲击加速度高达 30g，但只要存在一个不大的 静挠度时，该冲击加速度就会 迅速下降，例如，当静挠度为 静扰度：增大弹簧的静 扰度，可以改善车辆运 1.75mm时，其值降至10g。
德国高铁事故车轮
整体车轮采用：踏面光 滑、踏面弹性，或安装 消声器，如阻尼器等。
弹性车轮目前一般 用在轻轨车辆上的 较多。
• 整体式辗钢轮/组合式弹性车轮
缺点：轮箍圈金 属材料容易产生 疲劳裂纹。
2. TB踏面及轮缘
A. 几个关键的名称和尺寸（标准踏面）
① 轮缘的作用：为保证车轮在轨道上正常运行，防止脱轨，同时引 导车轮在曲线上转向。 TB型踏面：高25mm，厚32mm，轮缘角65° 轮缘 踏面 ② 踏面： 1:20斜面的作用：在直线 上自动对中；在曲线上使 外轮滑动量小。是车轮与 钢轨接触的主要部分。 1:10斜面的作用：通过小 名 义 曲线时，接触于1:10斜面 滚 上，可进一步减小外轮滑 动 圆 动量。 直 径 ③ 滚动圆：离轮缘内侧70mm 处的直径，为滚动圆。名义直径θ600～840mm
轴身：两车轮之间的部分，有些客、货车车轴的轴身 自轮座向中央逐渐缩小，也有一些轴身通长为圆柱形， 采用盘形制动的制动盘组装在轴身上。
表 标记圆直径 轴型 d(mm) B 110 C 130 D 140 E 150
(二)车轴材质及要求
优质碳素钢，锻压成型 (三)空心车轴车轴 通常是实心的，但车轴应力在截面上的分布是不均 匀的,越接近表面就越大,而在中心的应力很小。因此 有可能采用空心车轴代替实心车轴，以减轻簧下重量 对机车车辆和线路的有害影响。空心车轴在一些国家 的铁路上虽已试用多年,但由于在运用中受力状态复 杂,仍在研究改进中。 与实心车轴比，减轻质量20-40%； 降低了簧下质量，从而减小轮轨动力作用； 特别适用于高速和重载车辆。
6
镟轮：车辆跑合一段时间后，踏面的几何形状发生了变化， 此时会影响到车辆的运行性能，所以需要镟修恢复其几何形状。
优点：
（1）延长镟轮公里（因轮轨接触点变化范围较大，使
轮轨磨耗较均匀），并减少镟轮时的车削量； （2） 在同样的接触应力下，容许更高轴重（因轮轨接 触面积较大）； （3）减少了曲线上的轮缘磨耗（因锥形踏面在曲线上 时轮轨为两点接触，而磨耗形踏面在曲线上时轮轨 为一点接触）。
y
R
(2) 一定，R越小，则y越大，外侧轮缘间隙减小， 因此轨距要加宽。当R<650m时要考虑轨距加宽。
二、车轴
绝大多数为圆截面实心轴。 (一)车轴各部位名称及作用 1.轴颈，2.防尘板座， 3.轮座， 4. 轴身 轴颈：车轴上与轴承相作用的部分； 轮座：车轮压装处，也是车轴上直径最大的部分； 防尘板座：客、货车车轴上轴颈与轮座之间的过渡处，其上 装有滑动轴箱的防尘板或滚动轴箱的后挡板;
2
车轮的种类：辗钢轮，轮箍轮，弹性车轮
弹性车轮
① 结构形式
有承剪型、承压型和压剪复 合型等三种，见右图。现代 城轨车辆上用得最多的是压 剪复合型橡胶弹性车轮。 剪压复合型橡胶弹性车轮是 一种既能承剪又能承压的结 构。通常将橡胶元件采用众 所周知的V形布置（见右 图）。由于这种结构能使剪 力和压力的分配可以随橡胶 元件的V形角的改变而改 变，即轴向刚度与径向刚度 能达到人们所期望的最佳匹 配，因此，这种剪压复合型 橡胶弹性车轮代表了弹性车 轮的发展方向。
行的平稳性。
12
图2表示车轮垂向冲击加速度与 运行速度的关系，曲线a代表完全 刚性的钢制车轮，是一条直线，加 速度值很高，但车轮稍具弹性时， 就会使高速度运行的冲击加速度显 著下降（见曲线b），当弹性位移 为2mm左右时，冲击加速度已下降 到了允许的范围之内（见曲线d）。 由图1和图2可得出如下重要结论： 只要在静载荷作用下能有2mm 左右的垂向静挠度，车轮垂向冲击 加速度就可以降到令人满意的程 度，并能有效保护钢轨、车轮、轴 承和轴悬式电动机。
CRH1 915mm CRH2 860(全磨耗790mm) CRH3 920mm CRH5 890mm
轮对形状尺寸与线路的相互作用
(一) 轮缘内侧距离与线路尺寸的关系
1. 保证轮缘与钢轨间有一定的游间，以减少轮缘与钢轨 的磨耗，实现轮对的自动调中作用，避免轮对两侧车 游间过大——增大蛇形运动的振幅； 轮直径的允许公差要求过高，避免轮轨之间的过分滑 游间过小——增大轮缘与钢轨间的磨耗。 动及偏磨现象。 最小轮缘间隙=轨距-（轮缘内侧距+2×轮缘厚度） =1433-（1359+2×32）=10mm 为了便于机车车辆转向，曲线区段的轨距都要适当加 则最小游间为5mm。游间越小，轮对蛇形运动的振 宽，一般最大轨距为1456mm。 幅越小。 当轮对运行到曲线区段时，由于离心现象，一侧车轮 轮缘紧靠外轨，另一侧车轮踏面在内轨上应保证有足 2. 安全通过曲线 够的宽度，以防止轮对对踏面单位接触应力过大而产 生裂纹或变形，严重时会引起车轮脱轨。 车轮踏面安全的安全搭载量＝轮对的最小内侧距＋ 内侧车轮在内轨上的这个必要的宽度，叫做安全搭载 最薄轮缘厚度＋轮辋厚－最大轨距 量。 =1350+22+130-1456=46mm
采用高强材料
三．轴箱的作用和形式
1. 作用
活动关节——连接轮对与构架的活动关节； 保证轮对能够相对构架在弹簧振动时作垂向运动， 在通过曲线时还能少量横移。 传力——传递牵引力、横向力和垂向力； 运动——实现轮对与构架间的垂向运动和横动。 按轴承类型分，有滑动轴承轴箱和滚动轴承轴箱之 分。 城轨车辆均采用滚动轴承轴箱，而滚动轴承轴 箱又有圆柱滚动轴承、圆锥滚动轴承和球面滚动轴 承（即调心轴承）三种。 上海地铁和北京地铁车辆的轴箱轴承均采用圆柱滚 16 动轴承。
缺点：
等效斜度大→蛇行稳定性差。
锥形踏面的斜度为0.05，而磨耗形踏面的等效斜度通常为 0.15左右甚至更大; 踏面等效斜度大有利于曲线通过，但对机车的蛇行稳定性不利。 对于速度较高的机车，在设计时，必须要考虑这个因素。
需镟削处
磨耗处
需镟削处
磨耗处
需镟削处
磨耗处
需镟削处
磨耗处
8
第一接触点
轨面接触范围 几乎为一点
轨面接触范围 约为14.5mm
第二接触点
唯一接触点
踏面接触范围 约为9.5mm
踏面接触范围 约为24mm
磨耗形踏面与轨面的接触点的变动范围较宽， 9 因此磨耗也比较均匀。
• 目前，我国已把磨耗形踏面定位标准踏面 外形。 • LM磨耗踏面外形
轮径小的优点：降低车辆重心，减小簧下质量，缩短固定 轴距。 缺点：阻力增加，轮轨接触应力增大，踏面磨耗 较快, 对车辆振动也有影响。 我国标准轮径： 电力机车地铁840mm ，货车840mm，客车915mm， 柴油机车轮径为1050毫米,电力机车轮径为1250毫米。 蒸汽机车各种车轮的直径因机型而异，动轮直径通常在 1370～2000毫米之间。
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图2
B．橡胶弹性车轮能显著降低噪声 图3是橡胶弹性车轮与刚性车轮的噪声比 较结果。 由图3可见，当车速为60km/h时，橡胶 弹性车轮的噪声比刚性车轮低20多Phon 特别需要指出的是，橡胶弹性车轮在降 低曲线噪声方面具有明显效果。根据德 国汉堡地铁试验结果，橡胶弹性车轮在 曲线区间可以减少噪声达20～22dB(A)。 图4表示橡胶弹性车轮降低曲线噪声的效 果，该图摘自美国Standard公司的资 料，其试验条件是：装有Acousta-Flex橡 胶弹性车轮的车辆，以56km/h以下的低 速，通过半径为140ft(约40m)的小曲线。 由图4可见，在上述情况下，车外噪声能 降低约25dB(A)。
(二) 踏面斜度与曲线半径 径向通过曲线，可减小运行阻力，减小轮轨之间的磨 踏面斜度 耗，有利于避免脱轨现象的发生。 外侧半轮半径：r0+y， 内侧半轮半径：r0-y
由 得
r0 y Rb r0 R
R br 0 y
y纯滚线横移 量
•
(1) 纯滚线横移量 y一定时 踏面斜度越大，通过的曲线半径R越小。 • 轨距加宽 br0
轮对轴箱装置
一．轮对 1. 轮对的组成及作用
组成：车轴、车轮。 城轨车辆一般采用整体车轮， 轮轴结合部位采用过盈配合。 作用：
① 承受全部载荷及冲击； ② 与钢轨粘着产生牵引力 或制动力； ③ 轮对滚动使车辆前进。
组装：车轮热套到车轴 (也可采用液压套装)，
1
二、 车 轮 结 构 及 其 局 部 损 伤 示 意 图
B. 标准踏面存在的主要问题
TB踏面和轮缘磨损严重（尤其是在 新踏面投入运用的前期） 原因：锥形踏面与钢轨的接触区 域，明显地仅为狭小面积接触，因 此产生局部磨耗，使踏面呈凹形， 但当踏面达到某种凹形程度后，外 形便保持相对稳定。 曲形、弧形）踏面 研究表明：当锥形踏面磨耗到一定 的凹形程度后，外形便相对稳定， 磨耗速度减小（此时轮轨接触区域 较宽）——因此，我们可直接将新 踏面做成磨耗形状——即磨耗形踏 面。
3. 安全通过辙叉
1.翼轨
2.轮缘 3.叉心
4.辙叉
5.护轮轨
翼轨作用面至护轮轨头外侧面的 距离不大于1348mm。否则，轮 缘内侧面将被护轨轮挤压，不能 安全通过道岔。
叉心作用面至护轮轨头部外侧面的距离 不小于1391mm;如小于1391mm， 车轮轮缘将骑入叉心的另一侧面而导致 脱轨。
• 辙叉（frog） 使车轮由一股钢轨越过另一 股钢轨的设备，由叉心、翼轨和联结零件 组成。按平面形式分，有直线辙叉和曲线 辙叉两类；按构造类型分，有固定辙叉和 活动辙叉两类。
④ 轮缘内侧面有R16的倒角， 以引导车轮顺利通过护轨。
标准锥形踏面外形图
带锥形踏面的轮对 在轨道上的运动与 啤酒桶在线轨的运 动相似
解释：为什 么踏面是有 斜度的？
4
• 踏面设置坡度的理由： • 1.便于通过曲线； • 2.可自动调中； • 3.能顺利通过道岔； • 4.使车轮磨耗均匀； • 5.防止车轮脱轨。
第四章 走行部主要部件结构 与设计
思考题：
• 1）车轮踏面为什么必须有斜度？ • 2）锥形踏面与磨耗型踏面接触点与磨耗的特点是什 么？ • 3）为什么要进行轴箱定位？ • 4）抗侧滚稳定器的作用原理是什么？ • 5）为什么空气弹簧系统一定要安装高度控制阀？ • 6）空气弹簧系统为什么要设置差压阀？ • 7）为什么SKF1液压减振器在拉伸和压缩过程中阻力 不相等，而KONI减振器则相同？ • 8）转向架与车体间的连接装置应满足哪些要求？ • 9）有摇枕和无摇枕的车体连接结构的优缺点有哪些？
C. 解决方法：采用磨耗形（凹形、0
运行公里
磨耗率与运行公里的关系图
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轮轨接触情况
轮轨接触点
3. 磨耗形踏面的定义：
将新的车轮踏面外形直接做成与标准锥形踏面磨耗后 的形状相类似（或近似）的这样一种踏面，称为磨耗 形踏面（亦称凹形、曲形、弧形踏面）。
磨耗形踏面外形图
图4
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橡胶弹性车轮之所以能明显降低噪声，主要原因是： 1、由于橡胶能吸收高频振动、降低冲击，并使轮轨间（特 别是在曲线上）的摩擦得到改善。 2、另外，采用刚性车轮时，由于轮箍在轨道上滚动而出现 的噪声会通过轮心的膜片作用而大大强化，并以体噪声 的形式传至车体，而采用橡胶弹性车轮时，该噪声被橡 胶层隔绝。 刚性车轮 C．橡胶弹性可明显减少轮缘磨耗 橡胶弹性车轮通过曲线时的轮缘 橡胶弹性车轮 磨耗与刚性车轮的比较情况见图 5所示。 由于橡胶弹性车轮的轴向弹性， 使通过曲线及道岔时轮缘刚性贴 图5 轮缘磨耗比较 靠钢轨滑行的情况受到了弹性约 束，摩擦力及其造成的轮缘磨耗 大大降低（最大可降低40%）。
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弹性车轮 主要优点：可减小车辆簧下部分质量，降低轮轨力，缓 和冲击，提高列车运行平稳性，改善车轮与车轴的运 用条件，减小磨耗和噪声。
压缩型
压剪型
② 特点
A．垂向弹性可明显降低车轮垂向加速度 早在1933年，希施费尔德 （Hirschfeld）就对橡胶弹性车 轮的垂向冲击加速度进行了研 究，其成果列于图1和图2中。 图1表示车轮垂向冲击加速度与 车轮静挠度的关系，可以看出： 当完全刚性的车轮在刚性道床 的轨道上运行时（通常轻轨线 路或地铁线路的混凝土道床是 1.75mm 图1 很硬的），冲击加速度高达 30g，但只要存在一个不大的 静挠度时，该冲击加速度就会 迅速下降，例如，当静挠度为 静扰度：增大弹簧的静 扰度，可以改善车辆运 1.75mm时，其值降至10g。
德国高铁事故车轮
整体车轮采用：踏面光 滑、踏面弹性，或安装 消声器，如阻尼器等。
弹性车轮目前一般 用在轻轨车辆上的 较多。
• 整体式辗钢轮/组合式弹性车轮
缺点：轮箍圈金 属材料容易产生 疲劳裂纹。
2. TB踏面及轮缘
A. 几个关键的名称和尺寸（标准踏面）
① 轮缘的作用：为保证车轮在轨道上正常运行，防止脱轨，同时引 导车轮在曲线上转向。 TB型踏面：高25mm，厚32mm，轮缘角65° 轮缘 踏面 ② 踏面： 1:20斜面的作用：在直线 上自动对中；在曲线上使 外轮滑动量小。是车轮与 钢轨接触的主要部分。 1:10斜面的作用：通过小 名 义 曲线时，接触于1:10斜面 滚 上，可进一步减小外轮滑 动 圆 动量。 直 径 ③ 滚动圆：离轮缘内侧70mm 处的直径，为滚动圆。名义直径θ600～840mm
轴身：两车轮之间的部分，有些客、货车车轴的轴身 自轮座向中央逐渐缩小，也有一些轴身通长为圆柱形， 采用盘形制动的制动盘组装在轴身上。
表 标记圆直径 轴型 d(mm) B 110 C 130 D 140 E 150
(二)车轴材质及要求
优质碳素钢，锻压成型 (三)空心车轴车轴 通常是实心的，但车轴应力在截面上的分布是不均 匀的,越接近表面就越大,而在中心的应力很小。因此 有可能采用空心车轴代替实心车轴，以减轻簧下重量 对机车车辆和线路的有害影响。空心车轴在一些国家 的铁路上虽已试用多年,但由于在运用中受力状态复 杂,仍在研究改进中。 与实心车轴比，减轻质量20-40%； 降低了簧下质量，从而减小轮轨动力作用； 特别适用于高速和重载车辆。
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镟轮：车辆跑合一段时间后，踏面的几何形状发生了变化， 此时会影响到车辆的运行性能，所以需要镟修恢复其几何形状。
优点：
（1）延长镟轮公里（因轮轨接触点变化范围较大，使
轮轨磨耗较均匀），并减少镟轮时的车削量； （2） 在同样的接触应力下，容许更高轴重（因轮轨接 触面积较大）； （3）减少了曲线上的轮缘磨耗（因锥形踏面在曲线上 时轮轨为两点接触，而磨耗形踏面在曲线上时轮轨 为一点接触）。
y
R
(2) 一定，R越小，则y越大，外侧轮缘间隙减小， 因此轨距要加宽。当R<650m时要考虑轨距加宽。
二、车轴
绝大多数为圆截面实心轴。 (一)车轴各部位名称及作用 1.轴颈，2.防尘板座， 3.轮座， 4. 轴身 轴颈：车轴上与轴承相作用的部分； 轮座：车轮压装处，也是车轴上直径最大的部分； 防尘板座：客、货车车轴上轴颈与轮座之间的过渡处，其上 装有滑动轴箱的防尘板或滚动轴箱的后挡板;
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车轮的种类：辗钢轮，轮箍轮，弹性车轮
弹性车轮
① 结构形式
有承剪型、承压型和压剪复 合型等三种，见右图。现代 城轨车辆上用得最多的是压 剪复合型橡胶弹性车轮。 剪压复合型橡胶弹性车轮是 一种既能承剪又能承压的结 构。通常将橡胶元件采用众 所周知的V形布置（见右 图）。由于这种结构能使剪 力和压力的分配可以随橡胶 元件的V形角的改变而改 变，即轴向刚度与径向刚度 能达到人们所期望的最佳匹 配，因此，这种剪压复合型 橡胶弹性车轮代表了弹性车 轮的发展方向。
行的平稳性。
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图2表示车轮垂向冲击加速度与 运行速度的关系，曲线a代表完全 刚性的钢制车轮，是一条直线，加 速度值很高，但车轮稍具弹性时， 就会使高速度运行的冲击加速度显 著下降（见曲线b），当弹性位移 为2mm左右时，冲击加速度已下降 到了允许的范围之内（见曲线d）。 由图1和图2可得出如下重要结论： 只要在静载荷作用下能有2mm 左右的垂向静挠度，车轮垂向冲击 加速度就可以降到令人满意的程 度，并能有效保护钢轨、车轮、轴 承和轴悬式电动机。
CRH1 915mm CRH2 860(全磨耗790mm) CRH3 920mm CRH5 890mm
轮对形状尺寸与线路的相互作用
(一) 轮缘内侧距离与线路尺寸的关系
1. 保证轮缘与钢轨间有一定的游间，以减少轮缘与钢轨 的磨耗，实现轮对的自动调中作用，避免轮对两侧车 游间过大——增大蛇形运动的振幅； 轮直径的允许公差要求过高，避免轮轨之间的过分滑 游间过小——增大轮缘与钢轨间的磨耗。 动及偏磨现象。 最小轮缘间隙=轨距-（轮缘内侧距+2×轮缘厚度） =1433-（1359+2×32）=10mm 为了便于机车车辆转向，曲线区段的轨距都要适当加 则最小游间为5mm。游间越小，轮对蛇形运动的振 宽，一般最大轨距为1456mm。 幅越小。 当轮对运行到曲线区段时，由于离心现象，一侧车轮 轮缘紧靠外轨，另一侧车轮踏面在内轨上应保证有足 2. 安全通过曲线 够的宽度，以防止轮对对踏面单位接触应力过大而产 生裂纹或变形，严重时会引起车轮脱轨。 车轮踏面安全的安全搭载量＝轮对的最小内侧距＋ 内侧车轮在内轨上的这个必要的宽度，叫做安全搭载 最薄轮缘厚度＋轮辋厚－最大轨距 量。 =1350+22+130-1456=46mm
采用高强材料
三．轴箱的作用和形式
1. 作用
活动关节——连接轮对与构架的活动关节； 保证轮对能够相对构架在弹簧振动时作垂向运动， 在通过曲线时还能少量横移。 传力——传递牵引力、横向力和垂向力； 运动——实现轮对与构架间的垂向运动和横动。 按轴承类型分，有滑动轴承轴箱和滚动轴承轴箱之 分。 城轨车辆均采用滚动轴承轴箱，而滚动轴承轴 箱又有圆柱滚动轴承、圆锥滚动轴承和球面滚动轴 承（即调心轴承）三种。 上海地铁和北京地铁车辆的轴箱轴承均采用圆柱滚 16 动轴承。
缺点：
等效斜度大→蛇行稳定性差。
锥形踏面的斜度为0.05，而磨耗形踏面的等效斜度通常为 0.15左右甚至更大; 踏面等效斜度大有利于曲线通过，但对机车的蛇行稳定性不利。 对于速度较高的机车，在设计时，必须要考虑这个因素。
需镟削处
磨耗处
需镟削处
磨耗处
需镟削处
磨耗处
需镟削处
磨耗处
8
第一接触点
轨面接触范围 几乎为一点
轨面接触范围 约为14.5mm
第二接触点
唯一接触点
踏面接触范围 约为9.5mm
踏面接触范围 约为24mm
磨耗形踏面与轨面的接触点的变动范围较宽， 9 因此磨耗也比较均匀。
• 目前，我国已把磨耗形踏面定位标准踏面 外形。 • LM磨耗踏面外形
轮径小的优点：降低车辆重心，减小簧下质量，缩短固定 轴距。 缺点：阻力增加，轮轨接触应力增大，踏面磨耗 较快, 对车辆振动也有影响。 我国标准轮径： 电力机车地铁840mm ，货车840mm，客车915mm， 柴油机车轮径为1050毫米,电力机车轮径为1250毫米。 蒸汽机车各种车轮的直径因机型而异，动轮直径通常在 1370～2000毫米之间。
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图2
B．橡胶弹性车轮能显著降低噪声 图3是橡胶弹性车轮与刚性车轮的噪声比 较结果。 由图3可见，当车速为60km/h时，橡胶 弹性车轮的噪声比刚性车轮低20多Phon 特别需要指出的是，橡胶弹性车轮在降 低曲线噪声方面具有明显效果。根据德 国汉堡地铁试验结果，橡胶弹性车轮在 曲线区间可以减少噪声达20～22dB(A)。 图4表示橡胶弹性车轮降低曲线噪声的效 果，该图摘自美国Standard公司的资 料，其试验条件是：装有Acousta-Flex橡 胶弹性车轮的车辆，以56km/h以下的低 速，通过半径为140ft(约40m)的小曲线。 由图4可见，在上述情况下，车外噪声能 降低约25dB(A)。
(二) 踏面斜度与曲线半径 径向通过曲线，可减小运行阻力，减小轮轨之间的磨 踏面斜度 耗，有利于避免脱轨现象的发生。 外侧半轮半径：r0+y， 内侧半轮半径：r0-y
由 得
r0 y Rb r0 R
R br 0 y
y纯滚线横移 量
•
(1) 纯滚线横移量 y一定时 踏面斜度越大，通过的曲线半径R越小。 • 轨距加宽 br0
轮对轴箱装置
一．轮对 1. 轮对的组成及作用
组成：车轴、车轮。 城轨车辆一般采用整体车轮， 轮轴结合部位采用过盈配合。 作用：
① 承受全部载荷及冲击； ② 与钢轨粘着产生牵引力 或制动力； ③ 轮对滚动使车辆前进。
组装：车轮热套到车轴 (也可采用液压套装)，
1
二、 车 轮 结 构 及 其 局 部 损 伤 示 意 图
B. 标准踏面存在的主要问题
TB踏面和轮缘磨损严重（尤其是在 新踏面投入运用的前期） 原因：锥形踏面与钢轨的接触区 域，明显地仅为狭小面积接触，因 此产生局部磨耗，使踏面呈凹形， 但当踏面达到某种凹形程度后，外 形便保持相对稳定。 曲形、弧形）踏面 研究表明：当锥形踏面磨耗到一定 的凹形程度后，外形便相对稳定， 磨耗速度减小（此时轮轨接触区域 较宽）——因此，我们可直接将新 踏面做成磨耗形状——即磨耗形踏 面。
3. 安全通过辙叉
1.翼轨
2.轮缘 3.叉心
4.辙叉
5.护轮轨
翼轨作用面至护轮轨头外侧面的 距离不大于1348mm。否则，轮 缘内侧面将被护轨轮挤压，不能 安全通过道岔。
叉心作用面至护轮轨头部外侧面的距离 不小于1391mm;如小于1391mm， 车轮轮缘将骑入叉心的另一侧面而导致 脱轨。
• 辙叉（frog） 使车轮由一股钢轨越过另一 股钢轨的设备，由叉心、翼轨和联结零件 组成。按平面形式分，有直线辙叉和曲线 辙叉两类；按构造类型分，有固定辙叉和 活动辙叉两类。
④ 轮缘内侧面有R16的倒角， 以引导车轮顺利通过护轨。
标准锥形踏面外形图
带锥形踏面的轮对 在轨道上的运动与 啤酒桶在线轨的运 动相似
解释：为什 么踏面是有 斜度的？
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• 踏面设置坡度的理由： • 1.便于通过曲线； • 2.可自动调中； • 3.能顺利通过道岔； • 4.使车轮磨耗均匀； • 5.防止车轮脱轨。
第四章 走行部主要部件结构 与设计
思考题：
• 1）车轮踏面为什么必须有斜度？ • 2）锥形踏面与磨耗型踏面接触点与磨耗的特点是什 么？ • 3）为什么要进行轴箱定位？ • 4）抗侧滚稳定器的作用原理是什么？ • 5）为什么空气弹簧系统一定要安装高度控制阀？ • 6）空气弹簧系统为什么要设置差压阀？ • 7）为什么SKF1液压减振器在拉伸和压缩过程中阻力 不相等，而KONI减振器则相同？ • 8）转向架与车体间的连接装置应满足哪些要求？ • 9）有摇枕和无摇枕的车体连接结构的优缺点有哪些？