(完整版)《城市轨道交通车辆总体及转向架》04城轨车辆转向架

单侧闸瓦式
双侧闸瓦式
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5、牵引电机与齿轮变速 传动装置
使牵引电机的扭矩转 化为轮对或车轮上的转矩， 利用轮轨之间的粘着作用， 驱动车辆沿着钢轨运行。
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6、转向架支承车体装置 车体与转向架联结部分的结构应能满足安全可靠地
支承车体，并传递各种载荷和作用力，同时车体与转向 架之间应能绕不变的旋转中心相对转动，以使车辆顺利 通过曲线。一般转向架支承车体的方式有心盘集中承载、 非心盘承载(或旁承承载)和心盘部分承载3种。
3、三个力的传递过程 垂向力 横向力 纵向力
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第四节 转向架构架
一、组成及作用
1、作用 转向架构架是转向架的骨架，用以安装转向架各组
成部分和传递各方向的力，并用来保持车轴在转向架内的 位置。 2、组成
一般由左右两侧梁和几个横梁组成。
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二、转向架构架的设计原则
① 必须全面考虑构架与各有关零、部件的相互位置关系，合 理布置结构；
影响显著。增大跨距可增加车体抗倾覆的复原力矩，提高车体 在弹簧上的稳定性。根据摇枕悬挂装置中弹簧横向跨距的不同 可分为： 1）外侧悬挂 转向架摇枕弹簧横向跨 距大于构架两侧梁纵向中 心线距离，称为外侧悬挂 转向架。
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2）内侧悬挂 摇枕弹簧横向跨距小于构架两侧梁纵向中心线距离，
称内侧悬挂转向架。
3）中心悬挂 摇枕弹簧横向跨距与构架两侧梁纵向中心线距离相等，
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1）拉板式定位 用特种弹簧钢材制成的薄片形定位拉板，其一端与轴箱连
接，另一端通过橡胶节点与构架相连。利用拉板在纵、横向的 不同刚度来约束构架与轴箱的相对运动，以实现弹性定位。拉 板上下弯曲刚度小，对轴箱与构架上下方向的相对位移约束很 小。
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2）拉杆式定位 拉杆的两端分别与构架和轴箱销接，拉杆两端的
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3、构架 构架是转向架的基础，它把转向架的各个零、部件组
成一个整体。故它不仅承受、传递各种载荷及作用力，而 且它的结构、形状和尺寸都应满足各零、部件组装的要求。
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4、制动装置 为使运行中的车辆在规定的距离范围内停车，必须安装制
动装置，其作用是传递和放大制动缸的制动力，使闸瓦与轮对 之间的转向架内摩擦力转换为轮轨之间的外摩擦力(即制动力)、 产生制动效果。
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①弹 簧 指 数 相 等m m1 m2
D D1 D2 d d1 d2
②应 力 相 等 1 2
P P1 P2
d2
d12
d
2 2
③总 载 荷 相 等P P1 P2
d2

d12

d
2 2
④挠 度 相 等，f f1 f2
Dn D1n1 D2n2
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2、弹性悬挂装置 为减少线路不平顺和轮对运动对车体各种动态
的影响，转向架在轮对与构架或构架与车体(摇枕)之 间，设有弹性悬挂装置。前者称为轴箱悬挂装置，后 者称摇枕(或中央)悬挂装置，也可称一系悬挂装置和 二系悬挂装置。弹性悬挂装置包括弹簧、减振、定位 装置。
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② 构架各梁应尽可能设计成等强度梁，以保证能获得最大强 度和最小自重；
③ 构架各梁的布置应尽可能对称，以简化设计和制造；
④ 各梁本身以及各梁组成构架时，应注意减少应力集中；
⑤ 除了保证强度外，应合理设计构架的刚度，使其具有一定 的柔性；
⑥ 焊缝的结构尺寸和布置应合理，并注意消除焊接应力；
⑦ 在构架上需要考虑设置车辆出轨后使其复位的支承部位。
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三、转向架的主要技术要求
保证最佳的粘着条件 良好的动力学性能 重量轻，工艺简单 良好的可接近性 零部件“三化”
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四、转向架的分类
由于转向架用途的不同，运行条件的差异，对转向架 的性能、结构、参数和采用的材料及工艺等提出了不同的 要求，从而出现了多种型式的转向架。各种转向架主要的 区别在于：所用车轴的类型和数目、轴箱定位的方式、弹 簧装置的型式、载荷传递的方式等。
结构简单，重量轻； 减振性好，特别能吸收高频振动； 维护简单； 橡胶性能不稳定，且制造工艺复杂。
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2、性能参数
1）硬度
G 0.119 e0.034HS (MPa)
2）剪切弹性模量G，弹性模量E，表观剪切弹性模量Ga ①拉伸时：E≈3G
②压缩时：E=i
i 为几何形状和硬度影响系数
垫圈 i=3+ks2
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动力转向架
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非动力转向架
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1、轮对轴箱装置 轴箱与轴承装置是联系构架和轮对的活动关节，使
轮对的滚动转化为车体沿着轨道的平动。轮对沿钢轨的 滚动，除传递车辆的重量外，还传递轮轨之间的各种作 用力。
轮对是由一根车轴和两个同型号同材质的车轮组成， 在轮与轴的配合部位采用过益配合，使之牢固地结合在 一起，为保证安全，绝不允许有任何松动现象发生。
P=kf
刚度
k

Gd 8nm3

Gd 4 8nD3
挠度
f

P k

8nPD3 Gd 4
强度

max

8Pm a xD
d 3




750Mห้องสมุดไป่ตู้a
稳定性校核
H0 3.5D
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3、双圈螺旋弹簧的特性计算 为什么采用双圈 双圈弹簧的旋向 设计条件：保证内外圈弹簧
的应力、挠度、弹簧指数均与 单圈相等。
⑤几 何 关 系
d1 d2 D1 D2
2
222
刚度
k

Gd 8nm3

Gd 4 8nD3
挠度
f

P k

8nPD3 Gd 4
强度
max

8Pm a xD d 3




750MPa
稳定性校核
H0 3.5D
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四、橡胶弹簧
一般情况下，橡胶弹簧只作压簧和扭簧，不作拉簧。 1、橡胶弹簧的特点
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1、按车轴的数目和类型 我国所用车轴基本上可分为B、C、D、E四种，每种车
轴的允许轴重各不向。转向架有二轴、三轴和多轴等轴数。 转向架上轴数的多少根据车辆总重和每根车轴轴重来确定。
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2、按轴箱定位方式 约束构架与轴箱之间相对运动的机构称为轴箱定位装
置，它对转向架的横向动力性能、抑制蛇行运动具有决定 性作用。要求轴箱定位装置在纵向和横向具有适当的弹性 定位刚度值，从而可避免车辆在运行速度范围内蛇行运动 失稳，保证在曲线运行时具有良好的导向性能，减轻轮缘 与钢轨的磨耗和噪声，确保运行安全和平稳性。
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3）三个力的传递过程 垂向力 横向力 纵向力
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二、SMC型地铁车辆转向架（上海地铁）
1、组成 轮对轴箱； 八字形橡胶轴箱定位装置; 构架； 橡胶空气弹簧； 驱动装置； 基础制动装置
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2、结构特点 1）轴箱定位装置 采用八字形橡胶弹簧定位
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2）中央牵引销连接装置（传递纵向和横向力）
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第一节 概述
转向架可以说是轨道车辆上最重要的部件之一， 它直接承载车体重量，保证车辆顺利通过曲线。同时， 转向架的各种参数也直接决定了车辆的动力性、稳定性 和车辆的乘坐舒适性。
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5
动力转向架
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第二节 转向架的任务、组成和分类
一、转向架的任务 ➢承载 ➢牵引 ➢缓冲 ➢转向 ➢制动
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二、转向架的组成及各部分的作用
1
第4章 城轨车辆转向架
概述 转向架的任务、组成和分类 几种典型城轨转向架 转向架构架 弹簧装置及减振器 轮对轴箱装置 车体与转向架间的连接装置 基础制动装置
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转向架是支承车体并担负车辆沿着轨道走行的支 承走行装置。
转向架是车辆最重要的组成部件之一，它的结构 是否合理直接影响车辆的运行品质、动力性能和行车安 全。
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二、弹簧装置的作用
弹簧装置的作用： 分配给各轴一定的载荷，并使所分配的重量在车轮行
经不平顺线路时不致发生显著变化； 缓和冲击，使运行平稳； 改善车辆横向运动性能和曲线通过性能。
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1、无弹簧装置的情况 轮轨间的动作用力：
Q

P g
•
d2y dt 2

(5
~ 10)P
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2、有弹簧装置的情况 轮轨间的动作用力
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4）层叠式橡胶弹簧定位 在构架与轴箱之间装设压剪
型层叠式橡胶弹簧，其垂向刚度 较小，使轴箱相对构架有较大的 上下方向位移，而它的纵、横向 有适宜的刚度，以实现良好的弹 性定位。
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5）干摩擦式导柱定位 安装在构架上的导柱及座落
在轴箱弹簧托盘上的支持环均装 有磨耗套，导柱插入支持环，当 构架与轴箱之间发生上下运动时， 两磨耗套产生干摩擦，它的定位 作用是通过导柱与支持环传递纵 向力和横向力，再通过轴箱橡胶 垫产生不同方向的剪切变形，实 现弹件定位作用。
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2)具有球心盘的铰 接转向架
3)TGV高速列车式铰接转向架
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第三节 几种典型的城轨车辆转向架
一、DK3型地铁车辆转向架（北京地铁）
1、组成: 轮对轴箱； 轴箱定位装置； 构架 摇枕弹簧装置； 驱动装置 基础制动装置；
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2、结构特点 1）轴箱定位装置（转臂式轴箱定位装置）
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2）摇枕弹簧装置 上部通过心盘与车 体相连； 下部通过空气弹簧 和纵向拉杆与构架 相连。
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3、按弹簧装置分 根据转向架所用的弹簧装置的多少分