轮对轴箱课程设计

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课程设计说明书

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目录

学生姓名

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赵雷

学号06

指导教师姓名朱忠奎教授

专业名称城市轨道交通车辆工程

研究方向

（

地铁转向架轮对轴箱同组成员沈澍东，唐闻超

1.计划任务书——————————————————————————— 3

2.,

3.任务的分析与确定工作—————————————————————— 4

4.设计工作量——————————————————————————— 4

5.车轴的计算选择———————————————————————— 4

6.车轮的设计—————————————————————————— 10

7.轴承寿命计算————————————————————————— 10

8.轴箱设计——————————————————————————— 13

9.轴箱定位装置的设计——————————————————————— 14

10.课程设计感受—————————————————————————— 15

11..

12.课程设计总结—————————————————————————— 16 11. 参考文献———————————————————————————— 16

&

一、设计任务书

—

二、任务的分析与确定工作内容

轮对轴箱装置主要包括车轮、车轴、轴箱与轴箱定位装置。

前期主要是搜集相关资料，查阅有关书籍，以及对动车组模型进行观摩研究。后期设计中，根据地铁车辆承载情况确定车轴尺寸与材料，其次选定车轮。然后根据载荷情况选择轴承，并对轴承进行寿命计算。最后根据地铁车辆运行特点，考虑安全舒适，综合比较各种轴箱定位装置的特点，选择一个合适的轴箱定位装置。在确定结构后，画出装配图，零件图，并根据装配情况对前面零件做适当修改并校核。

三、设计工作量

1、轴箱装配图一张

2、车轮零件图

】

3、车轴零件图

车轴的计算选择

车辆车轴设计与强度计算方法

一、车轴弯矩的计算

以上海2号线铁为依据，当超员时单节车辆质量约为64t，考虑到高分时期超载更严重，以严重超员时车辆重为70t计算。

单节车辆有两个转向架，每个转向架设有两根车轴，则每根车轴的轴荷重为70/4=。

￥

下面给出有关车轴计算的相关数据，参数选择参考上海地铁二号线车辆：根据速度以及轴重参照了GB_12814_1991_铁道车辆用车轴型式与基本尺寸，选定的车轴为RD3形式，并根据实际车车辆要求修改了相关参数，初步选择车轴材料为50钢。

装有滚动轴承时，对于50钢 轴颈部位疲劳许用应力 取［σ－1］G ＝。 无压配合部位的疲劳许用应力 取［σ－1］G ＝162MPa 。 轮座疲劳许用应力取［σ－1］G=。

抗弯截面模量按以下公式计算：

32/3

d W π=

轴荷重: kN g T 1754

70

==

、

车轮直径: m D 860.0=

车轮滚动圆半径: m r 430.0=

左右轴颈载荷作用线间距离: m L 102.22= 左右车轮滚动圆中心线间距离: m S 493.1= 横向载荷: -52.5kN 1017.5-0.3H =⨯⨯= 车辆中心至车轴中心线距离: m h 3.1= 左轴颈上作用的垂向总载荷:kN 844.10622)1(2

=⋅⋅+⨯+=

L h

T a T a P y z L 左车轮的横向反力: kN H F 5.52==

%

左车轮的垂向反力 :KN

S r h T a T a R y z A 737.267)(221=+⋅⋅+⋅+= 垂向动荷系数 : αZ= 横向动荷系数 : αy= 上面的系数由下表查得：

TB/T 2705-96

#

为了方便计算，我们将上面算得的数据以及其它一些参数列于下表：

.

如上图，危险截面为a-a,b-b,c-c 截面，下面我们对其做相应的弯矩计算： l b 为PL 至b —b 截面的距离 m mm l b 3775.05.377== 。

l A 为RA 至b —b 截面的距离 m mm l A 054.054==

l a 为PL 至a —a 截面的距离 m mm l a 0925.05.92== l c 为PL 至c —c 截面的距离 m mm l c 385.0385== l C 为RA 至c —c 截面的距离 m mm l C 0615.05.61== 则：

m kN l P M a L a ⋅=⨯=⋅=646.9091.0106 m kN l R r F l P M A A b L b ⋅=⋅-⋅+⋅=67.48 m kN l R r F l P M C A c L c ⋅=⋅-⋅+⋅=99.78

，

二．计算车轴扭矩

我们设计的为拖车车轴，则车轴的扭矩主要体现在加速和制动的过程中。因为紧急制动时加速度大于启动过程中的加速度，所以可以直接计算车轴紧急制动时的扭矩：

取地铁车辆紧急制动加速度为2/38.1s m

车辆超载时轴重70t,得车辆制动力： N a m F 96600=⋅=总

每节车辆有8个车轮，则每个车轮上受到的制动力： N F F 120758/==总

）

忽略制动盘受到夹盘或闸瓦的阻力，因为夹盘和闸瓦的制动力和车轮收到的摩擦力

相反，所以忽略时算得的2个车轮间的扭矩大于实际情况下的扭矩，故验证合格时车轴即是安全的并且有一定的安全裕度。

m kN r F M ⋅=⋅=192.5扭

其中r 为车轮滚动圆半径

下面验证车轴危险截面的强度： a-a 截面：

MPa W M a

a

a 7.44==

σ b-b 截面： |

MPa M M b b 16.68W 6.0b

2

2=⋅+=

扭

σ

c-c 截面：

MPa M M c c 153W 6.0c

2

2=⋅+=

扭

σ

a-a 截面为轴颈部位，b-b 为轮座部位，c-c 为无压配合部位。

由于算得的应力值小于50钢的各项规定数值，所以，设计的车轴以及选用的材料符合安全要求。

车轮的设计