动车组车辆构造与设计转向架零部件和车体 CAD-CAE设计(精简)
动车组转向架基本结构及功能 PPT
承载功能
轮对
各种支吊座
轴箱悬挂装置
构架
各种支吊座
中央悬挂装置
车体
各种支吊座
转向架基本组成-总体认识(续)
驱动功能
辅助 部件
制动功能
牵引功能 润滑功能 撒砂和排障 检测功能
电机 齿轮箱 制动盘 制动装置 牵引装置 润滑装置 散沙和排障装置 各种检测装置
它们层 面满足高速运 用要求吗？
动车组转向架基本结构及功能
一、转向架基本作用及要求
运输：车辆上采用转向架是为增加车辆的载重、 长度与容积，提高列车运行速度，以满足铁路运 输发展的需要；
运动形式转换：保证在正常运行条件下，车体都 能可靠地坐落在转向架上，通过轴承装置使车轮 沿钢轨的滚动转化为车体沿线路运行的平动；
承载：支承车体，承受并传递从车体至轮对之间 或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力，并使 轴重均匀分配；
动力学问题
2 客车转向架基本结构组成
轮对轴箱装置（车轴、车轮、轴箱）； 构架组成（主体结构、各种支吊座等）； 弹性悬挂装置（轴箱悬挂、中央悬挂系统）； 牵引制动系统（牵引系统、制动系统）； 辅助装置（速度、接地、过分相、等安全检测
装置以及踏面清扫、清障器等装置）。
运行稳定性与安全性：保证车辆安全运行，能灵 活地沿直线线路运行及顺利通过曲线；
一、转向架基本作用及要求（续）
平稳性和安全性：转向架的结构要便于弹簧减振装置 的安装，使之具有良好的减振特性，以缓和车辆和线 路之间的相互作用，减小振动和冲击，减小动应力， 提高车辆运行平稳性和安全性；
牵引与制动：充分利用轮轨之间的粘着，传递牵引力 和制动力，使车辆具有良好的制动效果，以保证在规 定的距离之内停车；
制造和检修：转向架是车辆的独立部件，要求转向架 与车体之间尽可能减少联结件，并要求结构简单、装 拆方便，以便于转向架可单独制造和检修。
高铁_转向架分解、组装
拖车转向架和动车转向架均包含以下主要部件： 轮对和轴箱、一系弹簧悬挂、转向架构架、二系 弹簧悬挂（空簧）、牵引杆、抗蛇行减震器、停车制 动装置、空气制动装置（拖车转向架上为2×3个轴盘 制动盘，直径为Φ670mm，动车转向架上为2×2个轮 盘制动盘）。 动车转向架上还安装了牵引电机、齿轮箱、联轴 节等设备。
（5）转臂式定位 又称弹性铰定位。定位转臂一端与圆筒形的轴
箱体固接，另一端以橡胶弹性节点与焊在构架上的 安装座相连接。橡胶弹性节点容许轴箱相对构架有 较大的上下方向位移，但它里边的橡胶件使轴箱纵 向和横向位移的定位刚度有所不同，以适应纵向和 横向两方向的不同弹性定位刚度的要求。
四、转臂式轴箱定位的结构特点
轮盘制动装置
轴盘制动装置
踏面清扫器
三、动车组转向架的分类 1．各种转向架的主要区别
各种转向架的主要区别在于：弹簧悬挂系统 的结构与参数，垂向载荷的传递方式，轴箱定位 方式，制动装置的类型与安装，以及构架的结构 型式等诸方面。目前，大多数动车组转向架结构 型式的不同主要体现在轴箱定位方式的差异上。
动车转向架（SKMB-200）结构简图
高度调整阀
二系悬挂
横向减振器
转向架构架
车轮 齿轮箱 牵引电机
夹钳式制动器
动轴
轴箱减振器
接线盒
抗蛇行减振器
拖车转向架（SKTB-200）结构简图
高度调整阀
二系悬挂
横向减振器
车轮
转向架构架
夹钳式制动器
1353 +2 -1 mm
1000
钢弹簧+减振器+转臂定位，
空气弹簧+橡胶堆
带固定节流装置
单拉杆方式空心车轴来自整列动车组转向架配置一、转向架结构概要
CRH1CRH2CRH5动车组转向架结构原理说明
CRH1CRH2CRH5动车组转向架结构原理说明CRH1、CRH2和CRH5是中国高速铁路动车组的型号，其转向架结构相似但存在一些细微的差异。
在下面的解释中，将涵盖这三种型号的转向架结构原理。
动车组转向架结构原理说明：一、整体结构概述：动车组转向架主要由轮对、车轴、转向架架体、阻尼器和弹簧等组成。
其主要功能是给列车提供支撑和转向功能。
转向架需要承受列车的重量，并通过转向架架体的转向机构实现转向控制。
二、轮对与车轴的作用：轮对是动车组转向架的关键部分，是其与铁轨间的主要接触面。
通过与轨道的摩擦力，轮对能够传递列车的牵引和制动力，并提供侧向牵引力来实现转向。
车轴是轮对的支撑轴承，通过车轴将轮对固定在转向架上。
车轴可以承受列车的垂直载荷，同时使得轮对在水平和垂直方向上能够相对转向架旋转。
三、转向架架体的结构与材料：转向架架体是转向架的主要部分，构成了转向架的骨架。
它通常由钢材制成，因为钢材具有较高的强度和刚性，能够承受列车的重量和转向力。
转向架架体包括上架体、下架体和链座等组成部分。
上架体是连接转向架与车体的关键部件，负责承受列车的垂直载荷和侧向牵引力。
下架体是与上架体相连接的主要支撑结构，在列车行驶过程中能够减震、缓冲和抗侧翻。
链座是连接转向架与车体之间的链条连接点，通过链条传递列车的纵向牵引力和制动力。
四、转向机构的工作原理：转向架的转向机构是实现列车转向控制的关键部分。
其主要由转向架架体上的玩异步机构、传感器、执行器和控制系统等组成。
王异步机构是转向机构的主体部分，通过将传感器感知到的转向信号转换为机械运动，实现转向架的转向控制。
传感器可以感知列车行驶时的偏差角度，并将信号传输给执行器。
执行器负责将电信号转化为机械运动，通过推拉杆等机构实现转向架的转向。
控制系统负责计算和控制列车的转向角度和速度。
基于列车行驶的实时数据，控制系统能够自动调整转向机构的转向角度和速度，使列车保持在预定的轨道上行驶，同时对列车进行稳定控制。
CRH动车组转向架-第二章 转向架的任务、组成及分类
三系转向架（东欧货运机车）
2.3.3按轴箱定位分：
固定式 导框式 干摩擦导柱式 油导筒式 拉板式 拉杆式 转臂式 橡胶弹簧定位式
固定式
导框式
干摩擦导柱式
油导筒式
拉板式
拉杆式
转臂式
橡胶弹簧定位式
2.3.4按构架与车体间连接形式分：
有心盘（或牵引销）转向架 无心盘（或牵引销）转向架 铰接式转向架（雅可比）
2.3 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； 标准化和统一化。
2.3 转向架的分类
2.3.1 按轴数：二轴、三轴、四轴、多轴
二轴转向架
三轴转向架（机车）
四轴转向架（机车）
五轴转向架（钳夹车）
四轴转向架（钳夹车）
பைடு நூலகம்2.3.2 按弹簧悬挂分：
一系悬挂（绝大多数货车及早期客、货车） 二系悬挂（客车、机车、及高速货车） 三系悬挂（很少，大功率机车）
一系走行部
一系走行部（嘉阳煤矿用小货车）
一系转向架（嘉阳小客车）
一系转向架
牵引装置 牵引电机
构架
基础制动装置
二系悬挂装置
轮对轴箱
二系转向架（CRH1）
三系转向架（哈萨克斯坦机车）
第二章 转向架的任务、 组成及分类
2.1 任务
承载 牵引 缓冲 导向 制动
牵引电机 牵引装置 构架
基础制动装置
二系悬挂装置
轮对轴箱
2.2 组成及各部分的作用
构架——frame 轮对轴箱——wheelset and journal box 一系悬挂——primary suspension 二系悬挂（旁承）——secondary suspension(side bearing) 驱动装置（电机悬挂装置）——driving device 基础制动装置——brake rigging 牵引装置——draw gear 附件——传感器、撒砂装置、空气管路等； accessory ——senssor, sanding device, piping 轮缘润滑装置——HB、三星、其他——flange lubrication device
动车组转向架概述
6. 制动系统装置
转向架基础制动装置采用空液转换液压制动方式，M车、 T车均采用变换空压、油压的增压气/油缸和油压卡钳式盘形 制动装置。卡钳式盘形制动分轮盘和轴盘两种形式。轮盘安 装在每个车轮上（无论是动轮还是拖轮均有），而轴盘仅安 装在拖车车轴上，每轴两个。
CRH2型动车组转向架基础制动装置主要由制动增压缸、 制动卡钳、闸片及管路系统等部分组成。
2. 车轮 车轮是铁道车辆用碳素钢整体碾压车轮，具有较好的弹
性和优良的防噪声性能。车轮直径φ860 mm、宽度135mm ，车轮材质为SSW-Q3R，车轮踏面为LMA磨耗型踏面，轮 缘高28 mm，最大可能的磨耗半径为35mm。
3. 轮盘 CRH2A转向架的动力轮对和非动力轮对分别在车轮辐板两侧
每台转向架安装两个抗蛇行减震器，抗蛇行减振器是为了防止动车 组在高速运行时的蛇行失稳而专门设置的，它安装在转向架构架侧梁的 外侧，呈纵向水平布置，也称纵向减振器。
4. 横向限位橡胶止挡
为了限制车体相对于转向架构架的横向移动，在转向架横 梁的连接梁与中央牵引拉杆座设有横向止档，该横向弹性侧 档与中央牵引拉杆座之间的间隙为20mm。
气—液转换装置
增压缸吊挂在构架的横梁连接梁安装座上。为了防止高速运行时 道渣或异物的击打，在缸体外安装了增压缸保护罩，增压缸及保护 罩安装如图所示。
T轮对轮盘/轴盘制动卡钳装置
每条拖车轮对除了在车轮 侧安装制动盘（轮盘）外， 还在轮对中央的车轴上安装 两套轴制动盘（轴盘），制 动卡钳分别安装在构架的四 个制动吊座上。
编组通过的最小曲线半径/m 单车调车通过的最小曲线半径/m 转向架转角/度(130m[150m]曲线)
轴距/mm 车轮直径 新/磨耗到限/mm
轮对内侧距/mm 适用轨距/mm 转向架自重/t 空簧横向跨距/mm
动车组车体结构简介 PPT
头车的车体
头车结构沿头部形状构成纵向骨架 (T6mm铝板)的环状,以横骨相连,再贴上T2 、5mm的外板。
司机室窗户结构为加工铝板形成的曲面形 状。
3 CRH5车体结构介绍
②采纳承载内端墙:在车体侧门内侧设置焊接 内端墙,其与端部车顶、底架通过台部分形成 整体承载框架结构,以提高车体整体结构强度, 该设计增加了内端墙结构看似略微增加了车 体重量,实际上,由于内端墙的存在增加了车体 的整体强度、刚度尤其是纵向和抗扭刚度,简 化了底架、侧墙和车顶的结构和制造工艺,反 而更有利于整车的减重,从而使整车的重量控 制在一定范围内。
间车侧墙、餐车侧墙和残疾人车侧墙。头车侧墙有1个司 机室门和1个塞拉门,中间车侧墙有2个塞拉门,餐车侧 墙有1个上货门和1个塞拉门,残疾人车侧墙仅比中间车 侧墙少了1个窗口。
头车侧墙焊接件有区间显示屏座、紧急制动装置座、 压力传感器套管、门上部加强板等,中间车侧墙焊接件有区 间显示屏座、紧急制动装置座
侧墙: 侧墙断面由纵向放置的4种挤 压铝型材组成。型材材质6005AT6,厚度为50 mm,蒙皮厚度为 2、5 mm,内筋厚度为2、5 mm。 为 了解决焊接收缩问题,每块型材 的公差为(-1,+3),侧墙组成 后公差控制在(0,+6)。型材由 上到下开有3排T型槽,用来安装 防寒及内饰件。
车顶: 8个车的车顶共分6种,MH车和M2S车相同,2个头
车体结构 前部结构
The front structure is bolted on to the carbody
1、 缓冲器盒 2、 底架前部 3、 前面上部结构 4、 车体安装板
动车组设计大作业
动车组设计大作业姓名学号：班级转向架是车辆的走行部，它用来传递各种载荷，并利用轮轨间的黏着保证牵引力的产生，所以转向架的重要性不言而喻。
转向架主要由轮对、构架、二系弹簧悬挂装置、驱动装置（仅动力转向架有）和基础制动装置7部分组成。
为了保证转向架各个部分有足够的强度和稳定性，有必要对其零部件进行分析，尤其是轮对和轴箱弹簧。
本文以CRH2动车组转向架为研究图1 CRH2动车组转对象，对其轮对和轴箱弹簧进行CAD/CAE设计分析。
表1 CRH2动车组转向架主要技术参数最高运行速度/km·h-1250运营速度/km·h-1200定员时轴重（100%定员）/KN 137.2满员时最大轴重（200%定员）/KN 156.8编组通过的最小曲率半径/m 180单车调车通过的最小曲率半径/m 130轴距/mm 2500车轮直径（新/磨耗到限）/mm 860/790轮对内侧距/mm 1353适用轨距/mm 1435转向架自重/t 7.5(M)，6.87（T），6.95（T）*适用限界GB146.1—83及客运专线机车车辆限界（暂行规定）注：6.95（T）*为带排障装置转向架重量Ⅰ轴箱弹簧的CAD/CAE设计分析表 2 轴箱双螺旋弹簧项目参图2 轴箱双螺旋弹簧㈠轴箱内弹簧的CAD设计三段直线扫描法:弹簧是由簧条圆绕三条首尾相连的直线扭转而成的，故其造型过程为：先绘制三条首尾相连的直线，再绘制簧条圆，然后利用扫描特征中的沿路径扭转命令依次创建弹簧基体，最后利用拉伸切除特征创建支撑图3 轴箱内弹簧实体配置: 可以生成具有不同尺寸、特征和属性的零件系列。
可以手动生成配置，也可以使用系列零件设计表同时建立多个配置。
右键单击特征尺寸（弹簧高度）>配置尺寸>输入配置尺寸：安装高度和对应的静载高值图4 轴箱内弹簧的配置图三段直线扫描法对轴箱外弹簧的CAD 设计图5 轴箱外弹簧的配置图㈡ 轴箱内弹簧的CAE 设计(1) 受力分析当定员100人时，忽略轮对自身的重量，则每个圆簧的轴向载荷为： 6.6822.1372===轴重v P KN=68600N ()()8575025.01686001max =+=+=X k P P vd v N（2）弹簧刚度计算：弹簧一端固定，另外一端施加单位位移，所得固定端支反力即为弹簧刚度。
动车组车辆构造
动车组车辆构造一、车体车体是容纳旅客，装载行包、整备品等的部分。
车体主要由底架、侧墙、端墙及车顶组成。
其中，底架是车体的基础，由各种纵向梁、横向梁、辅助梁和底板等组成，承受着作用于车辆上的各种垂直载荷和水平载荷。
因此，车体应具有足够的强度和刚度，其结构形式应考虑车辆的用途，使之互相适应。
车体分为带司机室车体和不带司机室车体两种。
为使车体轻量化，高速动车组车体通常采用铝合金和不锈钢材料制造，从发展趋势看，铝合金将是今后动车组车体的主导材料。
车体由车顶设备、车端设备、车外侧设备及车下设备构成。
二、转向架转向架是车辆上能相对车体回转的一种走行装置。
它承受着车体的自重和载重，由机车牵引行驶在钢轨上。
动车组转向架上还装有牵引电机和减速机构，以驱动车辆运行。
转向架主要由构架、轮对、轴箱、弹簧减振装置、摇枕、基础制动装置、传动装置等部分组成。
转向架必须有足够的强度和良好的运行平稳性，以保证列车安全运行和满足旅客的舒适性要求。
转向架具有导向、承载、牵引、缓冲、制动等功能。
转向架是动车组的关键技术之一，是保证列车安全平稳运行的关键部件。
随着动车组速度的不断提高，对转向架性能的要求也越来越高。
同传统转向架相比，保持高速运行稳定性、充分利用轮轨之间的黏着和减轻轮轨相互作用力是动车组转向架特有的任务和技术关键。
三、制动装置动车组需要采用大功率盘形制动机，采用复合制动方式，即“空气盘形制动＋电气动力制动（再生制动）＋非黏着制动（涡流制动和磁轨制动）”，按速度控制制动力的大小以充分利用黏着，采用高性能的防滑装置及采用微机控制等。
1、尽可能缩短制动距离以保障列车安全。
2、保证高速制动时车轮不滑行。
3、司机操纵制动系统灵活可靠，能适应列车自动控制的要求。
四、车端连接装置1.、密接式车钩及缓冲器（1）密接式车钩及缓冲器在车头罩内。
（2）车钩上方设置了电气连接器。
（3）密接式车钩带有空气管，固定在车体底架上。
（4）车钩分离时，通过车钩上的解钩气缸拉动解钩杆完成。