(完整word版)火车轮结构基础知识
铁道车辆轮对结构与轮轨接触几何关系 1
铝合金
质量轻，耐腐蚀，但强度较低。
其他合金材料
如镍合金、钛合金等，具有特殊 性能，但成本较高。
02
轮轨接触几何关系
轮轨接触几何模型
点接触模型
假设轮轨接触点处的曲率中心与接触点重合，适用于 小变形和弹性接触。
面接触模型
考虑轮轨接触面的形状和曲率变化，适用于大变形和 塑性接触。
混合接触模型
结合点接触和面接触的特点，考虑轮轨接触的复杂性 和非线性特性。
垂直反力
车轮垂直于轨道方向产生的力，与轨道承受的重 量和轮轨接触点的分布有关。
轮对与轨道的相互作用模型
弹性接触模型
将轮轨接触视为弹性接触，通过 弹性力学理论描述轮轨接触点的 应力分布和变形。
有限元模型
利用有限元方法模拟轮轨接触和 应力分布，考虑了材料的非线性 特性和复杂的边界条件。
轮对与轨道的相互作用的影响因素
铁道车辆轮对结构与 轮轨接触几何关系
目录
• 轮对结构 • 轮轨接触几何关系 • 轮对与轨道的相互作用 • 轮轨接触的磨损与损伤 • 轮对与轨道的设计优化
01
轮对结构
轮对的组成
01
02
03
车轮
包括轮缘、踏面和轮毂， 是直接与轨道接触的部分， 承受车辆重量和传递制动 力。
车轴
连接车轮的轴，通过轴承 支撑车轮转动，传递牵引 力和制动力。
通过建立动力学模型，模拟列车运行过程 中轮对与轨道的动态响应，预测和解决潜 在的振动和稳定性问题。
实验设计法
优化算法
通过实验手段获取轮对与轨道在实际运行 中的性能数据，为设计提供依据和验证。
利用数学优化算法，如遗传算法、粒子群 算法等，对轮对与轨道的结构参数进行优 化，实现轻量化和性能提升。
铁路货车轮轴技术简介
• 2.5车轮静平衡测试标记 • 新制车轮进行静态平衡测试的残余不平衡值不大于125g•m
时，标记为E3；残余不平衡值不大于75g•m时，标记为E2； 在内侧轮毂外表面用油漆做出约15mm宽、40mm长的径向 条带，标记在条带的上端部或下端部。
• 2.6车轮直径 • 车轮直径用白色油漆在辐板内侧面适当位置上标明车轮直
径尺寸，字体高度不应小于25mm，字迹应清晰可辩，轮 径精确到小数点后一位。
三.轴承
无轴箱双列圆锥滚子轴承： 25t轴重： 353130B（主型） 21t轴重： 352226X2-2RZ(TN) （主型） SKF197726 （主型）
前盖 内圈 保持架 外圈 滚子
后挡
密封罩
中隔圈
油封
352226X2-2RZ
制造年月（各2位数字）、制造工厂代号、车轮钢种代号、车 轮型号、车轮顺序号、检验人员标记。例： 1412 TZ II HESA 220436
• 美国格里芬（Griffin）车轮厂制造的整体铸钢车轮标记在
轮毂内侧端面上，如图6-10所示。
• 制造年月（各2位数字）、制造工厂图形标记、制造工厂
代号、车轮级别、车轮型号和车轮顺序号。标记在车轮辐板内侧
面上,如图所示
• 制造年月（各2位数字）、制造工厂代号、车轮级别、车
轮型号和车轮顺序号。例：
• 2.4.6前苏联车轮制造厂（维克萨、下塔吉尔、地聂伯）制造
的整体辗钢车轮标记在轮辋外侧面上，如6-12所示。
• 制造年月（制造年为2位数字，制造月为罗马数字）、车轮
轮毂 长度
L
178±3
178±3
178±3 178±3 178±3 178±3
178±3
车轮轮 辋宽度
铁路轮规第三章轮轴新组装课件
第三章轮轴新组装1.基本作业条件1.1基本工序1.1.1车轴加工主要包括车轴超声波穿透探伤、车轴轴端三孔加工、车轴半精车、车轴精车、车轴成型磨削加工、车轴轮座磨削加工、车轴荧光磁粉探伤、车轴检测。
1.1.2车轮加工主要包括车轮轮毂孔加工、检测。
1.1.3轮对组装主要包括车轴、车轮选配、复测，轮对自动压装，轮对尺寸检测，轮对检查。
1.1.4轴承压装主要包括轴颈、防尘板座擦拭，轴颈、防尘板座、轴承、后挡检测，轴承与轴颈、后挡与防尘板座选配，轴颈、防尘板座涂脂，轴承压装，刻打标志板，轴承附件组装组装轴承前盖等附件，轴向游隙检测，轴承磨合测试，轮轴检查交验。
1.2主要工装设备超声波探伤仪、轴端三孔加工设备、数控车轴车床、车轴成型磨床、车轴外圆磨床、荧光磁粉车轴探伤机、数控立式车床或数控立式镗床、轮对自动压装机或轮对自动组装单元（含专用样板轮对）、轴端标记刻打机、微控轴承压装机、标志板刻打机、轴端螺栓智能力矩扳机、轴承磨合机等。
1.3主要检测器具车轴全长及轴肩距测量尺、车轴圆弧检查样板、轴端螺栓孔塞规、轴端三孔位置度量规、游标深度尺（深度游标卡尺）、粗糙度测量仪(含圆弧)、粗糙度对比样块、内径千分尺（表）、标准样环、轮对内侧距检测尺、轮位差测量尺、车轮检查器、轮径尺、车轮踏面形状检查样板、轮对偏心测量器、外径千分尺、轴承轴向游隙检测仪、力矩扳手等。
2.车轴2.1车轴技术状态检查2.1.1半精加工车轴外表面无残留氧化黑皮，无可见裂纹，无影响后续加工的锈蚀，轴身部位涂刷均匀厚度的醇酸清漆。
2.1.2半精加工车轴不应存在精加工时不能消除的刀痕和损伤。
（TB2945-1999）2.1.3车轴中心孔、螺栓孔加工后须逐个检查，符合图样要求。
2.1.4车轴轴身、轮座与轴身过渡部分的圆弧半径须符合图样要求，表面粗糙度须达到Ra3.2μm。
2.1.5 车轴组装加工前须对车轴施行全轴超声波穿透探伤检查。
2.2车轴加工技术要求2.2.1 轴端螺栓孔检测加工2.2.1.1轴端螺栓孔加工后，轴端螺栓孔须用螺纹塞规进行检查。
蒸汽火车轮子连杆原理
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
火车转弯
即“提供过度”，也就是“提供”大于“需要”。
2 m v (3)若 F 合＜mrω2 或 F 合＜ r ， 则外力不足以将物体拉回到原
轨道上，而做离心运动，即“需要”大于“提供”或“提供不足”。 (4)若 F 合＝0，则物体沿圆周的切线方向做直线运动。
3.如图2－3－10所示，光滑的水平面上，小球
m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球
[例1] 有一列重为1 00 t的火车，以72 km/h的速率
匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400 m。 (g取10 m/s2) (1)试计算铁轨受到的侧压力； (2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的
侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜
角度θ的正切值。
[思路点拨]
细线一端拴一个小球，另一端固 定，设法使小球在水平面内做圆 周运动，如图所示，细线与竖直 方向夹角为θ，线长为l，小球质 量为m，重力加速度为 g 求 1，小球的向心力大小。 2，小球受到给的拉力大小。 3，小球运动半径大小。 4，小球运动的线速度大小。 5，小球运动的角速度大小。 6，小球运动的周期。
线方向匀速飞出，A正确。若F突然变小不足以提供所需 向心力，小球将做逐渐远离圆心的离心运动，B、D错误。 若F突然变大，超过了所需向心力，小球将做逐渐靠近 圆心的运动，C错误。 答案：A
向右转
N
G
F
(2)向心力的来源：
如果转弯处内外轨一样高，外侧车轮的轮缘挤压外轨，
使外轨发生形变，外轨对轮缘的弹力提供火车转弯的向心力。
向右转 外轨对轮缘的弹力F就是使 火车转弯的向心力
N
G
F
(2)向心力的来源：
如果转弯处内外轨一样高，外侧车轮的轮缘挤压外轨，
铁道车辆知识点总结
铁道车辆知识点总结铁道车辆是指在铁路上行驶的各种车辆，其种类繁多，功能各异。
它们按用途和特点的不同，可分为客运车辆、货运车辆、施工车辆、机车和动车组等。
在铁路运输中，铁道车辆起着至关重要的作用，它们不仅承担着人和货物的运输任务，还直接关系到铁路的安全和运输效率。
1.车辆结构车体：车体是铁道车辆的主体部分，通常由车体骨架和外部覆盖层构成。
车体的设计要求具有足够的强度和刚度，以支撑和保护车辆内部的设备和乘客或货物。
车轮和轴箱：车轮是铁道车辆的重要部件，它直接与轨道接触，承担着重量和牵引力。
轴箱则是安装车轮的支撑组件，可保证车轮在运动时保持一定的轴向位置。
制动系统：为确保铁道车辆的安全运行，制动系统是至关重要的组成部分。
常见的制动系统包括空气制动和电气制动等，可以通过空压机或电气控制单元实现制动力的传递和调节。
走行部：走行部是指车辆的转向架和相关传动装置，用于保证车辆在铁路上平稳行驶。
转向架能够使车轮按照铁轨的弯曲方向转动，使铁道车辆在高速运行时也能保持良好的稳定性。
2.车辆类型客运车辆：客运车辆是以乘客运输为主要任务的铁道车辆，常见的客运车辆包括硬座车、软座车、卧铺车、动车组等。
它们通常配备有舒适的座椅或卧铺设施，能够为乘客提供良好的旅行体验。
货运车辆：货运车辆是用于运输货物的铁道车辆，一般根据货物的特点可以分为敞车、密封车、冷藏车等类型。
货运车辆通常具有较大的载重量和储存空间，能够满足各种类型货物的运输需求。
施工车辆：铁道施工车辆主要用于铁路线路的建设和维护工作，包括作业车、维修车、道岔处理车等。
它们在铁道建设和维护过程中起着不可替代的作用，能够提高铁路运输的安全性和可靠性。
机车：机车是铁路列车的动力车辆，它们通常配备有内燃机或电动机，能够为列车提供牵引动力。
根据动力来源的不同，机车可以分为内燃机车和电力机车两大类。
动车组：动车组是具有自主牵引能力的列车单元，其车厢通常由头等座车厢、二等座车厢、餐车等部分组成。
动车组轮对及轴箱装置演示课件
? 轴箱后盖采用铝合金板材 A5083P-O （JIS H 4000）或者铝合金锻造材料 A5083FD-O （JIS H 4051）；
? 采用上下分体的结构，用螺栓连接组装。
25
轴箱组成
26
轴箱体
? 在内径部分的前盖端部，为了抑制轴承而设有 内壁；
150%乘车（ M车15T，T车13.5t）最高速度 200km/h
200%乘车（ M车16T，T车14.5t）
一
制动盘设计条件为 250km/h
般
轮径 860mm（磨耗限度 790mm ）
参
气温 -25-40 0C
数
构成 4M4T （200km/h ），将来也可使用 6M2T （250km/h ）
降低转向架簧下重量，前盖采用了高纯度铝合金铸 件AC4CH-T6材料； 5. 轴箱后盖采用铝合金板材A5083P-O或者铝合金锻 造材料A5083FD-O，采用上下分体结构，用螺栓连 接组装； 6. 轴箱强度需经过强度计算和校核。
32
轴承（CRH 2）
33
CRH 3 轮对轴箱结构
动力轮对 轴箱装置
2. 车轮材料的选用将依据 300km/h的运行速度和 350km/h 的测试速度而定；
3. 轮对为整体车轮，新轮时车轮滚动圆直径 920mm，磨 耗到限时动车转向架车轮直径 830mm，拖车转向架车 轮直径 860mm ，通过一沟槽标记出车轮径向磨耗到限 位置；
4. 动车转向架车轮要制造成可安装轮装式制动盘的结构 ，轮对必须设计成可以安装车轮噪音吸音器；拖车转 向架的车轮要制造成可以安装轴装制动盘的结构；
? 动力转向架上，两车轴均为动力轴，动力轴 安装有齿轮传动装置，它通过装在车下的牵 引电机和万向轴驱动；
火车全部知识点总结
火车全部知识点总结一、火车的起源发展火车的起源可以追溯到19世纪初，当时英国的工业革命使得工业化和城镇化迅速发展，对于交通运输的需求也大大增加。
最初的火车是由煤矿工人使用蒸汽机构造的蒸汽机车，用于在矿山和工厂之间运输煤炭和原材料。
随着铁路的建设和技术的进步，火车的运输范围不断扩大，使用场景也不断增多，成为了当时交通运输领域的一大亮点。
随着工业革命的推动，火车技术得到了不断的改进和完善。
从最初的蒸汽机车到电力机车、内燃机车、磁浮列车等，火车技术不断向前发展，运输速度和效率也不断提高。
在世界范围内，火车成为了最主要的陆上客货运输工具，发挥着巨大的作用。
二、火车的构造和运行原理火车主要由机车和车厢两部分组成。
机车是火车的动力来源，根据不同的动力来源可以分为蒸汽机车、电力机车和内燃机车等。
车厢则是用于装载乘客或货物的空间，根据用途的不同可以分为客车和货车两种。
在实际运行中，机车负责牵引车厢行驶在铁轨上。
火车的运行原理主要依靠铁轨和动力系统。
铁轨是火车的轨道之一，它由两条平行的轨道组成，通过轨枕和道碴固定在地面上。
动力系统则是提供机车动力的系统，根据不同的动力来源可以有不同的组成。
三、火车的种类和用途火车种类繁多，根据用途和构造的不同可以有不同的分类方法。
按照用途可以分为客运列车和货运列车两种；按照构造可以分为轨道车辆和铁路机车两种等等。
同时，不同国家和地区还有自己的火车标准和分类方法。
火车在现代社会中有着广泛的应用场景，它主要用于长途客运、城际客运、城际货运、长途货运等多种情况。
在一些发达国家和地区，火车还被用于旅游观光、特快运输、地铁和有轨电车等场景。
四、火车的安全管理火车的安全管理是保证火车安全运行的重要保障，它包括了技术管理、运行管理和安全管理等多个方面。
技术管理主要包括了车辆技术、信号技术、通信技术等方面，目的是保证车辆的安全性和可靠性。
运行管理主要包括了排车计划、运行保障、调度指挥等方面，目的是保证列车的正常运行。
火车轮结构基础知识
火车轮结构基础知识火车是一种陆地交通工具，由机车和车厢组成。
而火车轮则是火车的重要部件之一，承载着列车的重量，并通过与铁轨的摩擦力来提供牵引力，使火车能够移动。
火车轮结构包括轮毂、轮辋、轮缘和轮胎等部分。
轮毂是轮子中心的部分，承载着车轴的重力，并支撑轮辋与车轴之间的连接。
轮辋是轮子中间的部分，其具有椭圆形的外观，负责承受轮胎的压力，同时通过配合轮缘的形状来保证铁轨与轮子的平稳接触。
轮缘是轮辋外侧的凸起部分，有助于保持车轮与铁轨的接触，并提供必要的摩擦力。
轮胎是火车轮的外围部分，由橡胶制成，可以降低噪音和减少对铁轨的磨损。
火车轮的制造材料通常是优质的合金钢或铸铁。
它需要具备一定的强度和耐磨性，以应对长时间高速行驶时的高应力和摩擦。
另外，火车轮还需要进行一定的热处理工艺，以增加其硬度和耐久性。
火车轮的直径和宽度是根据列车的需求来设计的。
一般来说，轮子的直径越大，可以承受的力越大，但也会增加车轮的重量和制造成本。
轮胎的宽度则与火车轨道的规格和轨枕的间隙有关，通常会根据需要进行调整。
火车轮的装配是一个关键的工艺过程。
首先，需要正确地将轮缘与轮辋连接起来，以确保其相对位置的准确性。
然后，在轴上安装轮毂，确保与轮子的接触紧密、稳定，并保持合适的回转半径。
最后，通过车轮的动平衡测试来保证车轮的质量，以减少车轮与轨道之间的振动，提高列车的运行平稳性和安全性。
在使用过程中，火车轮需要经常进行维护和检修。
定期检查车轮的磨损情况，并及时更换磨损严重的车轮，以降低火车行驶中的震动和噪音。
同时，需要通过车轮的修整、修复和动平衡等工艺来确保车轮的良好状态，提高其使用寿命和安全性能。
总之，火车轮是火车运行的基础部件之一，其结构设计合理与否直接影响到列车的安全性和运行效果。
掌握火车轮的基础知识，可以帮助我们更好地理解和欣赏火车这一伟大的交通工具。
铁路机车轮对
作业：画标准滚动轴承车轴简图，标出各部
分的名称，并说明作用。
第三节 轮对的分类与标记
一、轮对的分类：据轮轴类型确定
轮对型号与轴型一致，轮为相应吨位的轮。 如： 轮对RD2型——RD2轴、HD或HDS轮 轮对RD3型——RD3轴、KD或KDS轮 表2-12
二、轮对标记：车轴标记、车轮标记
整体辗钢轮： 强度髙，韧性好，适应重载、髙速， 寿命长，轮缘可焊修，踏面可旋修， 自重轻。 新型铸钢轮： 按辐板形狀：直辐板形轮 S形辐板轮
1、轮缘：轮内侧面径向圆周凸起， 保持轮在轨上运行，不脱轨
2、踏面：轨接触。
3、轮辋：踏面径向厚度 4、辐板：曲面狀，具弹性， 5、轮毂：轮轴配合部。 6、轮毂孔：安轴。
98年批量生产 主要结构特点：辐板S形，LM型踏面， 取消辐板孔，适当减薄轮毂孔壁厚度。
2、尺寸：表2-5、2-6
3、材质：
Ⅱ牌号的钢材 化学成份；表2-8、2-9 C、Si、Mn、P、S 机械性能：表2-10、2-11
五、新型铸钢轮：采用电弧炉炼钢、石墨铸型、
雨淋式浇口浇铸工艺 与辗钢轮比： 1、比辗钢轮劳动力消耗少、生产能耗低。 2、尺寸精确、几何形狀好、内部组织均匀、 质量分布均匀、轮轨间动力作用相对小。 3、耐疲劳、抗热裂性的性能均优于辗钢轮。
(一）车轮标记：热压、冷打或铸造等方式生成。 可打在轮辋外侧面、轮毂内侧面、辐板内侧面 上 1、马鞍山钢铁股份有限公司车轮轮箍厂制造的 整体辗钢轮：热打、冷打 图2-8
2、太原重型机械有限公司制造的整体辗钢轮：冷打 （轮毂内侧面） 3、美国格里芬车轮厂：整体铸钢车轮上冷打标记
4、美国ABC车轮厂——整体铸钢车轮。辐板内侧面。 5、前苏联车轮制造厂——整体辗钢轮，热打，轮 辋外侧面。
生活中的圆周运动l—火车转弯PPT课件
确的是（ ）
A．汽车对路面的压力大小不变，总是等于汽车的重力
B．汽车对路面的压力大小不断发生变化，总是小于汽车所受重力
C．汽车的牵引力不发生变化
BD
D．汽车的牵引力逐渐变小
第14页/共31页
- 由请大F压家＝G阅－m读vR2 课＝m本( g－5v8R2面)
可-以-思解出考,当与v＝讨Rg论时座舱
对人的说支出持你力的F想支法=0，人处 于失重状态
第27页/共31页
巩固应用：
例、质量为1kg的小球沿半径为20cm的圆环在竖直 平面内做圆周运动，如图所示，求 （1）小球在圆环的最高点A不掉下来的最小速度 是多少？此时小球的向心加速度是多少？ （2）若小球仍用以上的速度经过圆环的最高点A， 当它运动到圆环的最低点B时，对圆环的压力是多 少？此时小球的向心加速度是多少？
第7页/共31页
如图所示，汽车在倾斜的弯道上拐 弯，弯道的倾角为θ，半径为r，则 汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是 ?
（
第8页/共31页
设内外轨间的距离为L，内外轨的高度差为h，火车转弯的
火 半径为R，则
车转弯的规定速度为v0 ?
α α F合=mgtan ≈mgsin =mgh/L
由牛顿第二定律得： F合=man 所以mg页/共31页
质量为m的汽车以速度V通过半径为R的凹型桥。它经桥的 最低点时对桥的压力为多大？比汽车的重量大还是小？速 度越大压力越大还是越小？
解： 根据牛顿第二定律
F向=F1
G =m
V2 R
R
F1
=m
V2 R
+Ｇ
由上式和牛顿第三定律可知
O
F1
V
（ 1 ）汽车对桥的压力F1´= F1
任务一：认知转辙器构造
单开道岔的构造—尖轨
高型特种断面尖轨
高型特种断面尖轨 是用与基本轨等高的特 种断面钢轨做成的尖轨。
矮型特种断面尖轨
矮型特种断面尖轨又分为AT 普通直线型和AT弹性可弯曲 线型。它的特点是滑床台高， 取代了一部分尖轨的高度， 使尖轨强度增加。
单开道岔的构造—尖轨
AT尖轨与基本轨贴合形式 尖轨与基本轨贴合一般分为贴尖式和藏尖式两种。现在的道岔一
（导曲线起点不在尖轨跟后了，在尖轨 中起始）提高了侧向过岔速度。 4。 多采用在大号码道岔上，并与AT型尖轨并用。
单开道岔的构造—尖轨
直线型尖轨分为左侧尖轨、右侧尖轨 曲线型尖轨分为左开曲、左开直、右开曲、右开直
左开曲：左开道岔的曲线尖轨，即面向尖轨方向右侧的尖轨 左开直：左开道岔的直线尖轨，即面向尖轨方向左侧的尖轨 右开曲：右开道岔的曲线尖轨，即面向尖轨方向左侧的尖轨 右开直：右开道岔的直线尖轨，即面向尖轨方向右侧的尖轨
单开道岔的构造—转辙器上的零配件
3．顶铁 尖轨刨切部位紧贴基本轨，而在其它部位则依靠安装在尖轨外侧腹部的顶铁，将
尖轨承受的横向水平力传递给基本轨，以防止尖轨受力时弯曲，并保持尖轨与基本轨 的正确位置。
顶铁
尖轨
基本轨
道岔的发展历程
4．各种特殊形式的垫板 尖轨前部的辙跟后部的辙后垫板、为保持导曲线的正确位置而设置的支距扣板等。
支距扣板
5．道岔拉杆和连杆 道岔拉杆连接两根尖轨，并与
转辙设备相连，以实现尖轨的摆动 ，故又称为转撤杆。连杆为连接两 根尖轨的杆件，其作用是加强尖轨 间的联系，提高尖轨的稳定性。
连杆 拉杆
6．转辙机械——扳道器 最常用的扳道器有手动式和电动式。
手动扳道器
电动扳道器
铁路车辆的基本构造
第一节铁路车辆的基本构造铁路车辆一般由车体、车底架、走行部、车钩缓冲装置和制动装置等五个基本部分组成。
一、车体车体是旅客乘坐或装载货物的部分，装在车底架上。
车体一般和车底架构成一个整体，支承在转向架上，其结构与车辆的用途有关。
货车按用途可分为通用货车、专用货车、特种货车等。
通用货车包括平车（ N ）、敞车（ C ）、棚车（ P ）、保温车（ B ）、罐车（ G ）和守车（ S ）等。
敞车约占货车总数的 60 ％，棚车约占货车总数的 20 ％，平车约占货车总数的5.4 ％。
专用车有家畜车、水泥车、漏斗车、自翻车和集装箱专用平车等。
特种货车有长大平车、落下孔车、凹型车、钳夹车等。
C 64 型敞车（单位 mm ）1－手制动机； 2－上侧梁； 3－侧墙； 4－斜撑； 5－侧柱； 6－下侧门； 7－侧门； 8－上侧门；9－下侧门搭扣； 10－角柱； 11－端墙； 12－横带； 13－上端梁； 14－下门锁。
P 62 棚车（单位 mm ）1－侧墙； 2－侧门； 3－通风口； 4－车顶； 5－扶梯； 6 －端墙； 7－手制动机。
N 17 型平车（单位 mm ）X 6A 型集装箱车示意图（单位 mm ）1 －手制动机；2 －端梁；3 －斜撑；4 －枕梁；5 －侧梁；6 －小顺梁；7 －门止档；8 －中梁； 9 －固定式锁闭装置； 10 －翻转式锁闭装置； 11 －横梁。
D 9 型凹型车示意图D 17 型长大货物车示意图1 －转向架；2 －车底架；3 －落下孔；4 －支承梁。
D 20 型钳夹式车示意图（单位 mm ）D 30 型双联平车示意图（单位 mm ）1 －转向架；2 －车底架；3 －转动鞍座；4 －卡带。
S11 型守车示意图1 －侧墙；2 －侧窗；3 －瞭望窗；4 －端墙；5 －紧急制动阀；6 －端窗。
G 17 型粘油罐车示意图1 －进入孔；2 －安全阀；3 －卡带；4 －加温套；5 －垫木；6 －鞍板；7 －进汽管。
火车轮结构基础知识
火车轮结构基础知识一、火车轮的材料和制造工艺火车轮一般采用钢铁材料制造，常见的材料有优质碳钢、低合金钢和合金铸铁等。
这些材料具有高强度、耐磨损、耐疲劳断裂等优点，能够承受火车车辆的运行重量和动力传递。
制造工艺主要包括铸造和热处理，通过精确的工艺控制，确保火车轮的质量和性能。
二、火车轮的结构和尺寸火车轮一般由轮缘、轮胎、轮辐和轮毂组成。
轮缘位于轮胎外侧，用于承受轮轨间的纵向力，保证火车运行的稳定性。
轮胎是轮辐的外表面，用于与轨道接触，通过摩擦力提供火车的牵引力和制动力。
轮辐连接轮缘和轮毂，起到连接和支撑的作用。
轮毂是轮的中心部分，用于安装在车轴上，并传递动力。
火车轮的尺寸一般根据车辆和轨道的要求确定，主要包括轮径、轮宽、轮胎厚度、轮缘高度等。
不同类型的火车轮尺寸会有所差异，通常轮径较大的轮适用于高速列车，轮径较小的轮适用于货车和短途旅客列车。
三、火车轮组和轴箱承载结构火车轮一般由两个或多个轮组组成。
轮组是指共同安装在同一车轴上的火车轮。
每个轮组由两个相邻的火车轮通过轴箱和轴承连接而成。
轮组通过轮轴和轮轴箱承载火车的运行重量，其结构具有一定的强度和刚度，能够承受车辆的运行冲击和侧向力。
轴箱是安装在车体底架上的装置，用于支撑轮组的运动，减轻车辆震动和降低车轮与轨道的振动。
轴箱承载结构一般由上、下承载架、侧承载架以及连接轮轴和车体的承载横梁组成，通过合理的结构设计和材料选择，确保轴箱的稳定性和可靠性。
四、火车轮的保养和更换火车轮由于长时间的运行和受力，容易出现磨损和裂纹。
为了保证火车的运行安全和效率，需要定期对火车轮进行保养和更换。
保养工作主要包括轮面修整、轮缘磨拋和轮胎检查等。
轮面修整是指通过机械加工或磨削，恢复轮面的平整度和光洁度，提高轮与轨之间的接触质量。
轮缘磨拋是指通过特殊装置对轮缘进行修整，去除轮缘上的裂纹和磨损，延长轮的使用寿命。
轮胎检查是通过目视和测试手段对轮胎进行检查，发现轮胎的缺陷和故障，并及时更换。
铁道车辆轮对结构关系PPT课件
轮轨接触分析
车轮外形的主要参数
车轮外形
SYSZ40-00-00-02A (200 kph) SYSZ40-00-00-00 (160 kph) S1002 XP55
Sd
L3 = 10 mm
L3 = 12 mm
(Standard China) 中国标准
32.6
32
33.2
32
32.5
-
32.6
-
要小）； ➢ 能够顺利通过道岔； ➢ 耐磨性要好，即使产生了磨耗，其形状变化也
要小。
踏面设计目的性问题
23
两种踏面接触面积比较
锥型踏面轮轨接触斑
磨耗型踏面轮轨接触斑
24
对踏面动力学性能认识差异
一般地，在曲线通过方面采用磨耗型踏面 有利，而在抑制蛇行运动、车体振动方面 锥形踏面有利。
实际上，现阶段研究结果表明，在抑制车 体蛇行运动和提高稳定性方面，磨耗型踏 面有时也能够取得良好的效果。
轮对横移 轴心到滚动圆距离
名义半径
钢轨轨头外形 轨底坡
轮对内侧距 轨距
车轮踏面外形
轨道高度 轨道超高
53
纵向超前量
54
3 轮轨接触几何关系求解方法
❖ 基本假定 ❖ 轮轨外形离散 ❖ 迹线法求解
3Z O
2
Y
X ,1
55
1）轮轨接触点求解准则
刚体假设。假定车轮与钢轨均为刚体，它们 不存在影响接触关系的弹性变形，或者说车 轮表面上任意点不能嵌入钢轨内部；
0.00 0
0.3 4 y w 8/mm 12 16
38
合理的轮轨踏面外型不仅可以减缓磨耗， 延长使用寿命，而且有利于车辆曲线通过， 降低轮轨动力作用；
铁道概论课件车辆
图3-21 车钩钩头
车钩
作用原理：根据铁路运输生产的需要，为了实现挂钩或摘钩，使车 辆连接或分离，车钩应具有锁闭、开锁、全开三种位置。车辆连挂后各 车钩应具有锁闭作用，以保证列车运行时各车钩不能任意分离；摘解车 辆时，车钩应具有开锁作用，以便使两连挂的车钩脱开；连挂车辆时， 车钩应具有全开作用，使其中的一个车钩钩舌完全张开，才能使另一车 钩的钩舌进入其钩腕内，以便两钩连挂。车钩的这三个作用是通过转换 钩头内钩锁、钩舌推铁、上（或下）锁销的位置，分别使它们处在锁闭、 开锁、全开位置（或称锁闭、开锁、全开状态）而实现的。
车钩三态作用位置 1－钩锁铁；2－钩舌；3－钩舌销；4－钩锁推铁；5－钩提销。
A 锁闭位置：车钩的钩舌被钩锁铁挡住不能向外转开的位置，称 之为锁闭位置。两个车辆连挂在一起时车钩就处在这种位置。
B 开锁位置：即钩锁铁被提起，钩舌只要受到拉力就可以向外转 开的位置。
C 全开位置：即钩舌已经完全向外转开的位置。
车钩缓冲装置包括车钩、缓冲器两部分，安装在车底架中梁的两 端。下图为货车车钩缓冲装置。
1.车钩
车钩是车钩缓冲器的主 要部件，用以实现车辆的连 挂、摘解和传递牵引力和冲 击力。目前我国绝大部分货 车使用13号车钩，客车使用 15号车钩。
车钩由钩头、钩身和钩 尾三个部分组成。钩头里装 有钩舌、钩舌销、钩提销、 钩舌推铁和钩锁铁等零部件。
(6)特种车辆
用于装运各种长大、重型货物，如大型机床、发电机、化工合成塔 等。由于特种车辆的载重和自重较大，因此其轴数较多。
C64型敞车（单位mm） 1－手制动机；2－上侧梁；3－侧墙；4－斜撑；5－侧柱；6－下侧门；7－侧门；8－上侧门； 9－下侧门搭扣；10－角柱；11－端墙；12－横带；13－上端梁；14－下门锁。
铁道车辆轮对结构关系
开轨面的形状，仅由轮对的位置（摇头角、侧滚角）以及踏面主轮廓线参 数（滚动半径、接触角）确定可能的接触点。
H
52
2 影响轮轨接触几何关系参数
轮对横移 轴心到滚动圆距离
-20
XP55
S1002 - SYSZ40-00-00-02A for 200 km/h (China) - SYSZ40-00-00-00 for 160 km/h (China) - XP55
-25
30
40
50
60
70
80
90
100
-30
y [mm]
5
z [m m]
0
z [m m]
-5
S1002 -10
车轮磨耗特性参数 • Sh: 轮缘高 • Sd: 轮缘厚度 • qR: 轮缘形状限度
H
Sh
qR
28.1
9.8
27.9 10.7
28.0 10.8
29.0 11.0
20
磨耗型踏面（XP55）
H
21
车轮外形吻合
• 中国标准 ;
• 中国轨道的典型磨耗型外形SYSZ40-00-00-00 (160 kph) ；
铁道车辆轮对结构与轮轨接触几何关系
H
1
主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节
轮对结构认识 轮轨接触状态认识 轮轨接触几何关系求解 道岔区轮轨接触几何关系
H
2
第一节 轮对结构
H
3
1 轮对设计要求
l 应该有足够的强度，以保证在容许的最高速 度和最大载荷下安全运行（减轻轮对重量）；
轮对(车辆构造与检修课件)
二、轮对的作用及结构
5
车轮
车轮分类：
➢ 按用途分类：客车车轮、货车车轮、机车车轮
➢ 按结构分类：整体轮（碾钢轮、铸钢轮）、轮毂 轮
➢ 新型车轮：弹性车轮、S型辐板轮
二、轮对的作用及结构
5
车轮
车轮分类：
➢ 1、碾钢整体轮
➢ 简称辗钢轮，是由钢锭或轮坯经加热碾轧而成 ，并经过淬火热处理。
➢ 优点：强度高、韧性、自重轻，能适应载重大 运行速度高的要求；维修费用低。
有一定的弹性——减少轮轨间作用力、噪音。 车轴与车轮结合牢固。 应具备阻力小和耐磨性好的优点，减少牵引力并
提高寿命。 适应车辆直线及曲线运行，并具备必要的抵抗脱
轨的安全性。
二、轮对的作用及结构 3 轮对组成结构
二、轮对的作用及结构 3 轮对组成结构
轮对是由1根车轴和2个车轮，通过过盈配合，采用冷压装连接 在一起的。(轮对压装）
轴颈
轴颈
二、轮对的作用及结构
4
车轴
轮座：安装车轮。受力最大、直径最大。
轮座
二、轮对的作用及结构
4
车轴
防尘板座： 防尘板座是车轴与防尘板配合的 部位，其直径比轴颈直径大、比轮座轴颈小， 是轴颈与轮座的中间过渡部位，以减少应力 集中。
防尘板座
防尘板座
轴身
二、轮对的作用及结构
4
车轴
二、轮对的作用及结构
A、失去标准轮廓、踏面锥度变大、蛇形运动频率增高——平稳 性降
B、过道岔，车轮由基本轨向尖轨过渡，产生上下跳动、易砸伤 尖轨，并引起脱轨
四、轮对的故障
2 车轮的故障
踏面故障：
（1）踏面圆周磨耗： ➢ 检修限度：
客：厂、段≤ 0.5 货：厂≤ 3、段≤ 5
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车轮结构完全由车轮直径，轮辋，轮毂尺寸，毂辋距，辐板形状，轮缘踏面外形所决定。
每个尺寸或每部位形状都有其特殊意义。
一、直径
车轮直径对其本身及整个车辆都有较大影响。
一方面车轮直径越大，车辆重心越高，车辆的动力性能越差。
另一方面，增大车轮直径，可以降低轮轨的接触应力，降低车轮磨耗速度，增加车轮的热容量，提高踏面制动热负荷的承受能力。
因此车轮直径大小应根据车辆情况综合确定。
但总的来说，车辆轴重越大，车轮直径应越大，以提高车轮的热容量和增加轮轨的接触面积，减少踏面损伤和磨耗。
另外，车轮直径的取值还应注意规格的标准化系列问题，以利于车轮制造和检修。
目前我过货车车轮直径大多为840mm，特殊货车车轮直径为915。
二、轮辋
轮辋宽度尺寸主要取决于轮轨的搭载量。
当轮对运行在曲线上时，外侧车轮轮缘靠近钢轨，内侧轮缘远离钢轨。
只有内侧车轮踏面在钢轨上的搭载量足够，才能保证轮对不脱轨。
《铁路技术管理规程》规定，当曲线半径在300m以下时，轨距应加宽15mm。
因此，最大轨距为1435+15+6=1456mm（其中：名义轨距L为1435mm，最大公差为6mm）。
轮对最小内侧距为1354mm，轮缘最小厚度为23mm。
车轮踏面外侧倒角5mm，钢轨头部圆弧半径为R13mm，钢轨内侧磨耗2mm，轨枕弯曲、道钉松动等引起轨距扩大8mm，重车时车轴微弯引起轮对内侧距离减小2mm，轮轨安全搭载量按7mm考虑，根据上述数据算得轮辋最小宽度为120mm，考虑到车辆过驼峰时实施的制动，车轮外侧面磨损5mm，则轮辋最小宽度应为125mm。
目前我国铁路货车车轮轮辋宽度为135~140mm。
轮辋厚度通常指新轮辋厚度。
我国铁路对正常服役的车轮的判废依据是轮辋剩余厚度，当轮辋剩余厚度小于等于23mm时车轮报废。
新轮辋厚度与轮辋限度之差为轮辋的有效磨耗厚度。
轮辋越厚有效磨耗厚度就越大。
但车轮自重也大。
有效磨耗厚度越厚，车轮使用寿命越长，新旧车轮直径差就越大。
车辆检修时，为了满足车辆之间悬挂的要求，经常需要在心盘、旁承等位置增加调平板。
如果新旧车轮直径差过大，所增加的垫板相应加厚。
这样心盘螺栓
就容易折断，同时也增加了检修的工作量。
轮辋质量占车轮质量较大的比例，即轮辋的质量在很大程度上决定了车轮的质量。
特别是铸钢车轮，由于浇铸工艺原因，轮辋质量越大，就要求辐板越厚，车轮质量将更大。
车轮为簧下质量，其质量的增加对轮轨垂向动作用力有较大影响。
为了提高轮辋硬度以提高其使用寿命，成产中车轮踏面进行淬火处理。
由于淬火工艺特性，淬硬深度受到限制。
轮辋越厚，内部硬度越低，耐磨性能越来越差。
虽然车轮使用寿命随着轮辋厚度的增加而延长，但延长的比例越来越小。
从车轮的使用寿命的角度来考虑轮辋应越厚越好。
但从车轮重量和新旧车轮直径差的角度轮辋厚度应越小越好。
轮辋厚度尺寸大小各有利弊，应根据车辆具体使用条件及上述各种影响因素综合确定。
目前国内货车车轮轮辋厚度有50mm和65mm两种。
三、轮毂
车轮和车轴靠过盈配合组装在一起，轮毂的主要作用是将车轮牢牢地固定到车轴上，其尺寸主要由轮轴配合所需要的紧固力所决定。
我国车辆车轮轮毂长度名义尺寸均为178mm。
轮毂厚度随轴重的不同而变化。
在轮毂长度尺寸和轮轴间配合过盈量一定的情况下，轮毂厚度越厚，车轮质量越大，轮轴之间的紧固力也越大。
合理的轮毂厚度应该是：在满足轮轴紧固力要求的前提下厚度尽可能地小，以减轻车轮质量。
四、毂辋距
毂辋距指轮辋内侧面与轮毂内侧面间的轴向距离，该值与轮对内侧距、车轴两轮座之间的距离有关，因此在选取毂辋距时不能仅从车轮的角度考虑，应根据轮对内侧距与车轴协调考虑。
目前国内货车车轮该值为68mm。
五、辐板形状
辐板的强度直接关系到行车的安全，因此车轮辐板应有足够的强度。
辐板形状对车轮的结构强度和刚度有较大的影响。
较小的径向刚度可使车轮具有较大的弹性，可以改善制动热负荷作用下车轮的应力状态和降低轮轨动力作用力，因此辐板的径向刚度应适量地小。
辐板的轴向刚度应尽量的大，否
则车轮将产生较大的轴向变形。
轴向变形过大会改变轮轨正常接触位置和轮缘角度，影响车辆运行性能，增加爬轨的可能性。
一个好的辐板形状，可以在不增加自重的条件下大幅度地提高车轮的结构刚度，改善车轮的刚度，因此辐板是车轮结构设计和优化的重点部位。
国内外普遍采用的辐板形状有：直辐板、S辐板、波浪形辐板、盆型辐板。
直辐板与其他各形状辐板相比，优点是质量小，缺点是径向刚度过大，轴向刚度较小。
不是一个好的辐板形状。
但尽管如此，在轮盘制动的情况下必须采用直辐板，以便安装制动盘。
S型和盆型辐板可使得车轮具有合理的刚度和较低的热应力。
将辐板设计成S形或盆形的主要目的是为了降低热应力。
踏面制动一般采用这两种辐板形状。
但由于S形辐板不利于钢水的流动，因此不适合铸钢车轮，铸钢车轮大多采用盆形辐板。
波浪形辐板与S形辐板在结构上的区别主要是辐板的偏心量（靠近轮辋处辐板的中心线与靠近轮毂处的辐板中心线之间的轴向距离）不同，造成这种差别的原因主要是车轮的毂辋距不同。
波浪形辐板车轮径向刚度较小，与S形相比波浪形辐板车轮轴向刚度和应力较大。
辐板形状即可用优选法设计也可用优化法设计，不管用什么方法，良好的辐板性能是唯一的目标。
另外在车轮辐板设计时，要校核辐板是否与车辆下部界限发生干涉。
六、轮缘踏面外形
轮缘踏面外形设计时应考虑与轨头外形的配合，理想的轮轨型面配合状态能有效地降低接触应力和磨耗，有助于改善列车通过曲线性能，有效地提高列车失稳的临界速度。
同时设计的新踏面应尽量与磨耗后的形状接近，以降低修正踏面时金属切削量。
轮缘踏面外形的设计原则是：（1）如果轮缘踏面与钢轨发生两点接触，那么必然要有一个点发生滑动，滑动的点将发生严重磨耗，因此应尽量避免轮缘踏面与钢轨发生两点接触。
此外，轮对处于任何位置时，轮轨接触点处的车轮和钢轨横向界面曲率半径差不要过大，以增大轮轨之间的接触面，减小接触应力，
从而降低轮轨磨耗量和轮轨疲劳损坏。
（2）保证轮对在直线轨道上运行时有较高的临界速度，这就要求轮对在横移量不大时，车轮踏面接触点处的等效斜率小，即左右轮接触点
处的半径差小，这样轮对在直线上运行时不易发生蛇行运动。
（3）曲线通过性能好，即轮对在曲线上运行时，轮对和轨道之间应保持较小的冲角，这就要求轮对在横移量较大时车轮踏面接触点处的等
效斜率要大，即左右接触点的处的半径差要大，这样有利于轮对位置复
原，从而可以减轻轮缘磨耗、轨道侧磨和轮对对曲线的冲击。
（4）在运用中，由于磨耗、剥离、擦伤等原因，轮缘踏面需要经常旋修，如果磨耗后的形状与轮缘踏面初始差别较大，那么旋修时旋掉的
金属量就多，这样会降低车轮的使用寿命，因此在进行轮缘踏面设计时，既要考虑上述各种性能因素也要考虑经济因素。
轮缘需有一定高度，过低易发生脱轨；若轮缘设计的过高，当踏面磨耗深度较大时轮缘顶部可能触碰钢轨鱼尾板螺栓和鱼尾板肩部。
轮缘高度一般在26~30mm之间。
考虑通过道岔安全，车轮轮径越小，轮缘应越高。
轮缘有防止车轮脱线的功能，为防止低速车轮爬轨和高速车轮跳轨，轮缘外侧面与水平面之间有足够的轮缘角，一般在70°左右，过小容易爬轨，不能保证安全；过大使修复外形时切削量增加，且当轮对有冲角时轮缘顶部易与钢轨发生接触。
轮缘踏面形状主要取决于线路情况和列车运行速度，而与车轮本身的结构无关。
当运行的路线和列车的速度没有较大变化时，即使车轮结构发生了变化，其踏面形状也无需改变。
通常情况下踏面采用标准形状。
车轮设计计算标准中一般不包括轮缘踏面外形设计计算。
目前国内货车只有一种轮缘踏面形式，即LM型，见图。