第02章轨道交通车辆总体设计

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1、兰州交通丸学机电学院8心口； 13第二章车辆总体设计第1节车辆总体设计概述 第2节车辆总体参数设计 第3节车辆总体布置设计第4节车辆总体设计相关计算 第5节转向架总体设计8心口； 13第1节车辆总体设计概述1. 车辆总体设计原则2. 车辆总体设计内容3. 车辆总体设计的具体工作主要组成部件的设计要求8心口； 131.车辆总体设计原则1 应满足设计任务书所提出的基本要求。 这些要求包括:必须保证车辆具有合理的技术经 济参数、车辆与线路相互作用的条件、运行的安全性、结构的运用可靠性和耐久性。此外，还应考虑车辆限 界、允许轴重、车钩纵向中心线距轨面的高度等因素。2.设计上要做到安全可靠、方便使用、利

2、于修造、美观舒适、经济合理， 技术先进。应釆用具有现代化气息和时代感。3要积极采用和发展新技术、新工艺、新材料;要贯彻一切通过试验的原则;4设计中应尽量釆用标准件、通用件。简化配件规格，考虑成批生产的可 能性；5选用材料的规格、牌一号要力统求简化，要立足于国内市场供应。学习和借鉴国外的先进技术和经验要同创新相结合的原则。6节省能源和轻量化设计，适应环境影响的各种要求设计。8心口； 132车辆总体设计内容车辆总体设计是一种带规划性质的设计，其目的是要说 明该车能否满足设计技术任务书中提出来的各项功能要求， 以及通过什么措施或方法来协调设计中出现的各种各样的矛 盾或问题。车辆总体设计的工作内容贯穿

3、在整个设计的各个 阶段。车辆总体设计主要包括两个方面的内容，即：(1) 车辆总体参数设计车辆总体布置设计8心口； 13动车组总体设计内容包括：1. 确定动车组的组成方式、牵引与制动性能、结构形式、主要结 构参数和性能参数。2. 选好标准部件和借用部件。如车钩缓冲装置的选用。3.确定各部分的尺寸和位置，进行重量均衡估算；考虑特殊零部 件的结构型式、主要尺寸；活动件的运动范围分析，确定部件间连接形式或安装方式等。4绘出车辆总体布置图。对于客车包括平面布置图、立面布置图以及车下设备的布置图。5.制定各主要部件的设计要求。6.协调和解决各组成部件在设计中出现的矛盾和问题。4.主要组成部件的设计要求动车

4、组各主要组成部件的设计要求一般包括： 车体：车体及其各主要组成的结构形式和设计要求;关键性梁柱的断而形状和尺寸;结构的材质和要求; 重量控制;内墙板、地板、车顶内顶板和间壁的材质、色调和特殊要求等。中空挤压型材整体承载车体。 转向架：转向架的结构形式主要取决于弹簧悬挂装置、牵引电机和齿轮传动装置、制动装置的组成及 其布置等。对新开发设计转向架，应提出转向架的设计技术任务书。如采用现有转向架，应指明型号。 牵引电动机与齿轮传动装置：牵引电动机的选型与全悬式安装（架悬式或休悬式）,与齿轮传动装置的连接方式等。 制动系统：电制动、基础制动等主要型号和结构形式;制动装置部件和制动管路的布置和设计要求等

5、。 动车组必须采用能提供强大制动力并更好利用粘着的、由多个子系统组成的复合制动系统。车钩缓冲装置：车钩缓冲器、密接式车钩及电气和风管连接器的型号。 车内设备：客车的门窗、桌椅、行李架等的设计要求和美工工艺、材质等，轻型舒适。客车给水、采暖、卫生和空调设备：水箱的容量、数量、形式和安装位置;采暖设施的结构类 型;洗脸盆、洗手器、便器形式和布置，给水管路的设计要求;空调装置的结构形式、主要参数，部件的布 置.风道的结构形式和控制系统。 辅助电气设备：辅助整流装置、蓄电池、充电机的型号;照明灯具和其他用电器具的结构形式;其他 特殊的电器设备;如列车播音、电视、显示器等的设计要求。第2节车辆技术参数设

6、计车辆的技术参数是指车辆技术规格的某些指标，是从总体上 表征车辆性能及结构的一些数字。车辆的主要技术参数，一般包 括性能参数和主要尺寸。（一）性能参数确定即技术经济指标，包括：自重、轴重、定员、舒适性等（二）尺寸参数确定长度方向尺寸包括车辆定距、转向架固定轴距、车辆全长等;车辆宽度方向的尺寸主要受限界的严格控制;高度方向尺寸包括车钩高、地板面高、车辆最大高度。方法：类比选择，计算验证。8心口； 13（一）性能参数确定技术经济指标是一种由许多因素影响的综合性指标，因此必须统筹兼顾 影响它的各种因素，同时全面考虑运输成本，提高车辆运行速度，应有适当 的技术贮备。车辆主要技术经济参数包括:车辆载重,

7、自重，轴数/轴重，客车定员,8心口； 13（一）性能参数确定车辆最高试验速度/最高运行速度等。为了能对各种车辆的性能进行比较， 可釆用一些比参数:如车体比容积，每延米轨道载重，客车每一定员所占车辆 自重等参数。最高试验速度：最高试验速度是指车辆设计时，按安全及结构强度等条件所允许的车 辆最高行驶速度。除满足上述安全及结构条件外，还必须满足连续以该速度运行时车辆有足够良好的运行性能。以往常用“构造速度”作为参数，因其概念不够明确，现多以“最高试验速度”和“最高运行速度”来替代它。1. 货车的技术经济指标设计2. 客车的技术经济指标设计3CRH动车组的主要技术特征8心口； 131、货车的技术经济指

8、标设计一、合理选定自重系数自重系数是运送每单位标记载重所需的车辆自重。从单纯的技术观 点来看，因为机车牵引的车辆自重是一种无效重量，并不产生经济效益, 车辆的自重系数显然愈小愈好。自重系数二自重/标记载重二自重/定员数二、合理选定比容系数比容系数是标记容积与标记载重的比值，比容系数的确定与该货车装运的货物有关。比容系数二容积/标记载重三、尽量达到每延米轨道载重的允许值：每延米轨道载重:是车辆总重量与车辆全长之比。它是车辆设计中与桥梁、线路强度密切相关的一个指 标。我国规定线路允许载荷一般不得超过6.6t/mo四、合理确定车辆的轴重、轴数国际铁路联盟路动车的最大轴重限定为17t（最高运行速度为

9、160300km/h）,拖车的最大轴重限定为16t（最高运行速度为 160-250km/h）o8心口； 132、客车的技术经济指标设计各型客车的定员不同、舒适性不同和为旅客所提供的方便条件不同,其部分技术经济参数可能相差很大。我国种客车的技术经济参数如下:车种定员构造速度最大运营速度 车体长度（不计车钩车体高度车辆宽度换长硬座车：118软座车：78/72 （广九直通车）/40 （行李软座合造车）硬卧车：66/60 （带播音间）/40 （国际联运）卡欠卧奉：36閔级软卧*: 16簪军：40/16 （带休闲茶座）行李车：4180km/h160km/h25500 mm4433 mm3104 mm2.

10、4硬座车：98硬卧车：60/54 （带播音间）软卧车：32餐车.44空调丈电车：18180km/h160km/h 25500 mm4433 mm3104 mm2.4自重硬座车：48.551.4 t软座车：46.4 t硬卧车：52.8 t软卧车（BSP）： 47.9 t软卧车（国产化）:513 t餐车（BSP/国产化）：47 t/50.5 t 行李车：45.7 t51.54.53.2t$: $:$:$:5发 座卧卧牟调 硬硬软餐空85.8 t通过最小曲线半径145 m145 m8心口； 133、CRH动车组的主要技术特征型号CRH1CRH2CRH3CRH5基本编组5M+3T4M+4T4M+4T5

11、M+3T编组定员(人)670609600606编组重量(空/重)(t)420/474361/409480/536415/500轴重(t)16141717运营速度200200350200(km/h)最高试验速度 (km/h)250250385250牵引功率(kW)5500480088006770车体材质不锈钢+耐候钢大型挤压中空铝 合金大型挤压中空铝 合金大型挤压中空铝 合金空气弹簧空气弹簧空气弹簧空气弹簧转向架形式拉板式定位+轴转臂式定位+轴转臂式定位+轴拉杆式定位+轴箱圆弹簧箱圆弹簧箱圆弹簧箱圆弹簧制动形式再生制动+空气再生制动+空气再生制动+空气再生制动+空气盘形制动盘形制动盘形制动盘形制

12、动4、城市轨道车辆主要参数定员（人）囂(m)项目名称噪声dB(A)车辆基本长度（m） 车辆基本宽度（m） 受流器车（加空调/无空调） 受电弓车（落弓） 受电弓车（升弓） 车内净高（m） 地板面高（m） 车辆定距（m） 固定轴距（m） 车轮直径（mm） 每侧车门数（个）二车门宽度（m）-车门高度（m）单司机室车无司机室车轴重（t）站立人员标准（定员/超员）（人/存） 最高运行速度（km/h） 起动平均加速度（m/s2） 常用制动减速度（m/s2） 紧急制动减速度（m/V）四轴车四轴车四轴车六轴车八轴车221918.922329.532.82.638/3638/363.7/3.253.83.83.

13、739562.102.151.10.9515.712.6117.222252221.81.9840F 760 5441.31.8295230200240315310245210250325161480700.90.851.01.11.21380708375808582司机室内 客室内 车外8心口； 138心口； 13图2车辆几何尺寸动车组主要尺寸参数包括车辆定距、转向架固定轴距、车辆最大宽度、最大高度等1. 长度方向尺寸的确定2. 宽度方向尺寸的确定3. 高度方向尺寸的确定4. CRH动车组主要尺寸参数1长度方向尺寸的确定长度方向尺寸包括车辆定距、车辆全长等O(1) 车辆定距(2) 车体外长(

14、3) 车体内长(4) 车辆全长车辆全长(2)车体外长BQO IO(1) 车辆定距车辆定距的选择要考虑它对整车其他尺寸参数、质量参数和使用性能的影响。车辆定距短一些，车辆总长、质量、辆定距过短也会带来一系列问题，如车厢长度不足、列车振动加大、高速运行性能恶化等。因此，在选择车辆定距时应综合考虑对相关方面的影响。现有动车组车辆定距一般取18000mm左右。车辆停在曲线上时，其中部向曲线内侧偏移，端部向由线外侧偏移,偏移量的大小与车辆长度、车辆定距、转向架固定轴距以及曲线半径有关,可按下列公式进行计算:对于有转向架的四轴车端部偏移量中部偏移量图1有转向架的四轴车偏移量I2 - S287?Z2 - 7

15、2 - S2式中，L_车体长度;1车辆定距，S-转向架固定轴距,R线路曲线半径。为了更充分合理地利用限界，应尽量使车辆中部的偏移量和端部的偏移量相等。由以上两式得L / 1 -/2 q 1. 4也就是说在设计车辆时，其车体长度与车辆定距之比等于14左右比较合理。(3)车体内长车体内长与运输对象有密切关系。对于客车来说, 无论座车、卧车、硬席车、软席车，其座席及铺位之 间均有必要的间隔距离。因此，客车车体的长度主要 由客室长度(等于若干个间隔距离之和)或包房总长 所决定，其余的面积则是辅助性的。厕所、通过台、 盥洗室及乘务员室等辅助面积并不因座席或铺位数略 有增减而变化。因此，客车发展的趋势也是

16、为增多载 客量而增长车体。(4)车辆全长车辆全长与车体外长间的关系主要与用什么形式的牵引缓冲装置有关。对于使用15号车钩的车辆，其钩舌内侧面距车体外缘为468.5469.5mm。8心口； 132宽度方向尺寸的确定车辆宽度方向 的尺寸主要受限界 的严格控制。原则 上，在设计机车车 辆时只要在限界的 允许范围内，都应 想办法把车体设计 得尽可能宽些。车 体最宽处尺寸中53鉄胳机车车辅做上基本捷筑限界 电气北铁斋千线上运用的电力机车；列丰洁号裝受限異轮廂：x - x 信号机.水码的建筑限寡（正找不适用）；o - o - 站台建筑匾界（正践不适用）；一 适用于电力机车奉引的铮线桥、天桥和荊棚第； 电力

17、机车牽引线路的序規桥在團堆条件下的最小高度*电力机车在距轨面高3501 250临米范團内为1675亳米。（2.6m）3高度方向尺寸的确定（1）车钩高确定车钩连挂后为了安全可靠，列车中各辆车的钩高应基本一致。各国因 其历史原因形成不同的钩高，我国车辆在新造或修竣时空车状态的钩高标 准值为880mm, CRH系列动车组的车钩高约1000m,这是保证正常传递 力及动车组运行时不会发生脱钩事故所必需的。（2）地板面高确定货物站台高度为11m,客车通过台处渡板距轨面高度均为1.3mo通常,动车组车辆地板面应与站合高度基本一致，这是为了方便旅客上下车。 车钩缓冲装置装在底架中梁前端的牵引梁内，同时底架又放

18、置在两台转向架上，故车钩高及转向架空气弹簧上表面高度也成为控制地板面高度 的一个因素。转向架空气弹簧上表面距轨面的高度并非标准值，它既与轮 径有关，更与结构有关。（3）车辆最大高度确定客车内部希望有较高的净空，普通客车车顶最高点至轨顶面距离为 3.25m）;对高速动车组为减小空气阻力等原因应适当降低车顶高度。BQO IO4.CRH动车组主要尺寸参数CRH动车纽主要技术参数项HCRH5：阿尔斯通（长客CRU2：川崎（南车四方）CRH1：庞巴迪（靑岛四方）CRIB：西门子（唐车一北乍）编组8辆编组，可两编组连样运行8辆编组,可两编组连挂运行8辆编组，可两编组连挂运行8辆编组,可两編组连挂运行5动3

19、他4动4拖5动3拖4动4拖两个动力单元:(Mc+M+Tp+M) + (T+Tp+M+Mc)两个动力单元: (To+M+M+Tp+ (T+Mp+M+Jc)三个动力爪元： (Mc+Tp+M) +(M+T) + (M+Tp+Mc)适应轨距/mm1435143514351435适应站台岛度/nim500-12001200500-12001200编组重就及氏度211.5m. 451t204.9m,约 345l213.5m. 420.41头车车辆长度/nun276002570026950中间车车辆长度/ mm25(XX)250002660()乍辆窒度/mm320033803328车辆高度/nun42703

20、7004040排障器1轨而110+10 me高度可调距轨面150.固定式转向架7.7 (动)，7.55 (拖)7.5 （动人7.0 （拖）8.2 （动人6.3 （拖）轴数2轴2轴2轴2轴轴勸17 （动）/I6 （拖）14411Y心转向架心盘对外轨的偏倚量； R曲线半径。车体纵轴线上指定点对外轨的偏倚量：2R式中Xi车体纵轴线上指定点至车体转心的距离.2车辆相关部件之间间隙的确定(1)曲线上车体和转向架的最大转角曲线上两车端部最小间隙及车钩的水平摆角 变坡点处两车端部最小间隙及车钩的垂直摆角(4) S形曲线上车钩与冲击座口之间的间隙曲线上车体和转向架的最大转角参数化校核(1)曲线上车体和转向架的

21、最大转角转向架在车辆通过曲线时可能形成三种位置， 且当运行速度较低时必然取得最大倾斜位置，车体与转向架之间相对转动的最大夹角就产生在前、后 两台转向架均处于最大倾斜位置时，如图所示。图23车体与转向架在曲线处的相对位置当不考虑转向架本身的各种游间，即把轮对作为刚性定位考虑时可以使 问题简化。此时车体与转向架之间的夹角丫1及丫2儿两部分构成。丫1是转向架 处于最大倾斜位置时，转向架纵向中心线与线路纵向中心线之间的夹角，Y2 是车体纵向中心线与线路纵向中心线之间的夹角。其值可由下式求得，即：/ = + /2e S + 1 2R式中，e为曲线外轨间总游间“ 为固定轴距；S为车辆定距;R为 曲线半径。

22、BQO IO为了确保相邻两车车通过曲线时端部不会相碰，间隙必须大于相邻两个缓冲器 的全压缩行程之和加上钩题装置各部分最大纵向磨耗量，且由留有必要的安全裕量OBQO IOBQO IO当8、心求得后根据图2-5中的几何关系II卩可计算出相邻两车的车端有关部件之间间隙 ，即：（2 11） = 2加 一 gsQ - g ） J（身+ cos（A -e） J（料+&式中,Ki =匕 2& =久巳 “，=arctan,=arctan 77-Zn.2(3)变坡点处两车端部最小间隙及车钩的垂直摆角BGCJ； IO/谒-甲叩-駱(I 17)（4） S形曲线上车钩与冲击座口之间的间隙当车辆运行于具有最小曲线半径

23、的s形曲线上时，车钩中心线相对 于车体中心线发生最大位移。为 了使车辆顺利通过曲线钩口宽度 必须在保证车钩最大位移的前提 下留有一定间隙。式中 B钩口的宽度） b钩口处钩身的宽度；H钩尾销结中心至钩口处 的距离。f8心口； 13(5)曲线上车体和转向架的最大转角参数化校核8心口； 13(5)曲线上车体和转向架的最大转角参数化校核3DCAD 校核-Solidworks8心口； 13(1)重量均衡计算原因8心口； 13(1)重量均衡计算原因(1)重量均衡计算原因重量均衡计算方法(3)3D CAD重量均衡布置(4)车辆配重li车体偏重会引起转向架弹簧受力不均，车体发生倾斜, 车辆动力性能变坏，因此设

24、计车辆时，特别是设计客车 时，一定要注意车辆前后和左右的重量均衡.车辆偏重主要是由车内设备(采暖锅护、卧铺、间壁 车内水箱等)和车下悬挂设备的分布不均引起的。在车辆 总体设计时，要对车辆重且大的设备进行合理布置，并 作重量均衡的概略计算。8心口； 13（2）重量均衡计算方法8心口； 13（2）重量均衡计算方法计算的方法是：以车 体平面内纵、横两个中心 线作为参考轴（X和y轴），把 引起重量不均衡的那些部部件名称空调接触器箱蓄电池箱变斥器箱硅机组风机部件重址八（kgf）504003400250表1乍辆重虽均衡计算结果部件重心位宜曲（m-6.5(m)-0.74Ti. xi一 325-4.9-2.5

25、0.45-0.56-0.21-0.8-1960-8500112. 5Ti.yi件、内部设备和悬挂物的 重量对参考轴取矩，看是 否能得到近似的平衡，即, 合力矩是否接近零。 供给风缸调压开关组合箱水箱851209002.866.15-0.9-0.55243. 15645535101112集便箱65011.370.197390. 5空调接触器制动电气箱制动空气箱硅机组50601305004.890.74244. 53.70.692220.450.690.252602251314变压器二次保护箱风机100150-10.4-100-3.450.4-517. 5位置调整Ti.yiy, (m)-0. 74

26、-37-0. 56-224-01-340-0. 8-200-0.9-76. 5-0. 55-66000.19123. 50. 74370. 6941.40. 6989. 70. 251250.4400.4600. 6180-37-224-714-200-76. 5-660123.53741.489. 71254060换流电抗器0.615300-4.9-1470180允电装星箱163050.75-1921.5522. 692. 15图;一 10蛍屋沟貨计算简图BGO 19(3) 3D CAD重量均衡布置BQO IO(4)车辆配重作重量均衡的概略计算，若不平衡，则应对一些设备的位置作适当的调 整，

27、以达到接近平衡。在进行位置调整时，应注意尽量缩短气、水管路和电 气导线助长度，且要防止车下设备和转向架发生相碰。对于一些重量不易作到均衡的车辆(如餐车),车体四个方位的弹簧装置 可以釆用不同的自由高度或进行配重,以保持车体的水平状态.所谓车辆配重是在车辆的水平投影面上安排其重心位置的问题。调整车辆设备安放的位置，使车辆簧上部分的重心落在水平投影面的 纵、横中心轴线相交点的附近。（5）车辆抗倾覆稳定性校验防止车辆倾覆的安全tg标重比侧向凤力r I横向刚惯性力 离心惯性力。占咼-)+( 1 -7TT 诜普Aah+d A _ 4.电 JPb26efeCI + fl；车体?8心务中尖禅SB上支承面的髙

28、產I “左右两旁祇之问SF a） I “一左右旁承问陳之和） | 如一少物SB心之帀向国够量 J倾覆类型曲线外極赍 曲线內倾曜诫覆条件X 高速曲线运行低速曲线运行直线运行1倾覆索数c PKD-./安全拎标危险限度P-OiR P- 1为倾掩临界值）p:8心口； 13(1)重心高度计算原因8心口； 13(1)重心高度计算原因(1) 重心位置计算原因(2) 重心位置计算方法3D CAD重心位置确定(4) 抗倾覆稳定性校验车辆垂直静载荷、垂直动载荷、离心惯性力和制动惯性力的合力等均作用在车辆重心上,车辆的重心高度也直接影响其运行平稳性和稳 定性,因此确定车辆重心位置是必要的。8心口； 13（2）重心高

29、度计算方法对于一般车辆，其结构是对称的，载重也认为是对称的, 故车辆重心是处在车体纵、横二垂直对称面的交线上，因 此确定重心位置，只需计算其距轨面的垂直高度，即确定8心口； 13（2）重心高度计算方法8心口； 13（2）重心高度计算方法重心高的计算公式如下（参着图）.车辆的重心高。h =工(TM +叫咕)T + W(in)ffl 1-15丰辆疋心高r式中，h为车辆重心距轨面的高度，m； hi为车辆各部件重心距轨面的高度，m； hOi 为乘客重心距轨面的高度，m； Ti为车辆各 部件的重量，X Wi为乘客自重，t； T为车辆自重，t； W为乘客总重，toBQO IO(3) 3D CAD重心高度确

30、定8心口； 13（4）车体抗倾覆稳定性校验车体抗倾覆的稳定性条件为:*2(m)式中，b2为中央弹簧横向 间距的一半；f2为中央弹簧的静 挠度；hi为车体中心到中央弹 簧上支撑面的距离。/2降低重心或增大中簧跨距横向液压减振益驱动装直构架牵引电动机（基础制动装直）驱动轮对高度调整阀抗蛇行减振器-系悬扛紬箱二系悬挂第5节 转向架总体设计2转向架结构形式选择3转向架主要参数确定国内外转向架结构形式及参数8心口； 131概述转向架设计的依据仍然是上级下达的设计任务书，或本部门提岀的设计建议 书经上级批准后作为任务书下达。设计步骤分为方案设计、技术设计与施工设计 三个阶段。转向架总体设计工作的重点在于根

31、据该转向架预期达到的功能及技术要求， 在综合考虑继承性与先进性的基础上提出切实可行的结构方案。(1) 转向架设计的具体要求(2) 转向架总体设计的内容(1)转向架设计的具体要求1 应具有一定裕度的运行安全性抗倾覆安全性和抗蛇行运动的稳定性。转向架在列车运行速度范围内应具有适当裕度的抗脱轨、2应具有符合速度要求的运行平稳性在转向架设计中，要注意避免垂向、横向和纵向振动在运行的速度范禺内发生共振。其平稳性指标应符合要求。3 零部件应具有足够的强度和合适的刚度在力求减轻自重的前提下，要符合“车辆强度设汁规范”的强度要求并有合适的刚度。4 具有承载和传递牵引力与制动力的能力转向架主要零部件应能保证车体

32、的载荷尽可能均匀地通过各个轮对传给钢轨，并能无间隙、无冲击地传递牵引力与制 动力。另外，对运行中来自线路的垂向、横向和纵向的于扰位移和冲击，在向车体传递时，能起缓和、减震和抑制作用。5轮轨磨耗量少并具有通过曲线的导向能力设讣转向架结构和车轮踏面外形应注意尽量减小轮轨间的接触应力和侧向力，以减少轮踏面和轮缘的磨耗，使其对线以便转向架能灵活地通过规定的最小曲线半路的破坏作用最小。转向架固定轴距在满足运行稳定性的前提下应尽可能小, 径。6尽可能小的簧下质量转向架结构中未被弹簧缓和的簧下质量，在车辆通过线路的凸起或凹陷部分时，将产生很大的轮轨冲击力。因此，应尽 量减少簧下质量，以减小轮轨间的动态作用力

33、。7 能在规定的制动距离内安全停车考虑列车最高运行速度、信号装备情况、线路状态等，所设计的转向架制动装置应具有足够的制动能力，保证列车能在 规定距离内安全停车、8具有减少噪声、吸收高频振动的能力转向架零部件之间和具有相对位移的地方，要尽可能采用无间隙结构或用像胶元件填充，以减少噪声的发生和传递。橡 胶元件还能吸收高频振动，起减震作用。- 鼻QxaOx 19(2)转向架总体设计的内容选定转向架结构形式通过使用条件及功能分析能初步确定结构形式， 如轮径、轴型、转向架与车体底架的接口形式、与 制动装置的接口形式等。初步确定转向架技术参数通过类比选定悬挂装置的性能参数，然后 进行运行性能的分析对比计算

34、。2 转向架结构形式选择（1）转向架结构形式选择（2）转向架各零部件选型与设计 （3）转向架零部件的安全可靠性分析8心口； 13(1)转向架结构形式选择结构形式特点:随着世報动轮对 牵引电动机 构架 齿轮箱吊打牵引齿轮箱牵引电动机悬扑界铁路咼速化的不断发展和完 善，高速转向架的结构形式逐 步趋向于类同，它们的主要特 点表现为无摇枕结构、采用空 气弹簧悬挂装置、有回转阻尼、 加装弹性定位等。图4-4显示了 这些结构形式特征。8心口； 13（2）转向架各零部件选型与设计在选择转向架零、部件时，要注意所选择的零、部件必须安全可靠，性 能稳定，成本低廉，来源充足。1 弹簧:选定弹簧类型的同时要确定静挠

35、度值及静挠度在两系弹簧中的分配。2轮对：尽量使用空心车轴、轻型车轮（小直径、薄辐板8mm）、优化踏面 外形、注意轮对加工和组装的精度以提高其动平衡性。3. 轴承:客货车转向架已全部滚动轴承化。4.构架:其结构形式的选择与结构尺寸的设计应根据转向架总体设计、相关 部件（弹簧悬挂装置、轴箱定位装置、轮对及基础制动装置等）的结构形式及其 对安装、检修空间的需要、构架的强度、刚度条件和采用的工艺方式等来确 定。动车组转向架构架主要采用H型。在制造工艺上主要采用钢板、铸件焊接组合而成，也有采用铸钢一体铸造形式。我国批量生产的客、货车转向架中髓大件几乎均采用铸钢件；但生产数量较少时，构架和摇枕亦可采用焊接

36、5系悬挂定位方式：一系轴箱悬挂定位刚度是转向架临界速度最敏感的参 数，不同的定位方式决定了其参数确定的方式。其发展方向是实现多功能一 体化结构，在各个方向都起作用，并在各向都能提供准确的阻尼，达到结构 紧凑、重量轻、无磨耗、低维修的啞。（3）转向架零部件的安全可靠性分析因零、部件在运用中突然失效而导致重大行车事故或恶性事故的事例中, 以转向架零、部件失效所占的比例最大。目前在列检及修理中重点抓“三裂、二切、一脱落”的预防工作。 “三裂”指的是底架中梁、构架或侧架及摇枕因裂纹引起的断裂； “二切”均指切轴，包括冷切与热切； “一脱落”指的是转向架基础制动装置中一些零部件（如制动梁等） 的脱落。在

37、设计中一般需要注意以下事项。重要的零、部件及受力件必须要有较大的安全系数及明确的使用寿命。通过改变结构或材质，使容易磨耗的部位成为无磨耗的活动关节（如 橡胶关节）或耐磨、少磨结构。转向架的结构要便于检查，便于更换易损零件。在考虑改善转向架动力性能时，应注意不要使不安全的因素增大。8心口； 133转向架主要参数确定(1) 主要性能参数确定(2) 总体尺寸参数安排(3) 主要参数初步验证方法： 类比选择，计算验证。（1）主要性能参数确定轮对提吊橡胶垫 轴箱弹簧（及防雪罩）丙架一、二系悬挂 参数确定，包括： 弹簧装置的形式 及其刚度（静挠度） 定位装置的形式 及刚度 减振器的阻尼形 式及阻尼系数垂向

38、减振器 温度传感器 轴箱体 橡胶盖轴箱定位节点(2)总体尺寸参数安排转向架总体设计时在垂向、横向及纵向均有一些控制尺寸必须注意。带心盘的转向架其心盘面距轨面的高度,还有旁承与心盘面的高度差都是需要控制的尺寸。心盘距轨面高度(落车后880mm) 客车：车 体自重下的高度；货车：为自由状态下的高度。在横向轴颈中心距和旁承中心距是控制尺寸。此外，转向架横向最外端零件的尺寸必须容纳在限界之内,特别是横向最外端的下部零件，可能正处在限界附近，必须考虑最大可能磨耗后，转向架两侧下部不会超出限 界。在纵向转向架的固定轴距是一个技术参数。动车组转向架固定轴距应是高速运行稳定性与曲线通过性能的折中。(2500m

39、rTi3000mrTi)8心口； 13(3)主要参数初步验证 一系悬挂车辆弹簧静卩 a V (I-772)2 + 4D27/2挠度和垂向减振器的阻尼系数校验2jt若g = 2M,则=0,也就是不疋生JS有振动，称为临界阻尼案嫩?c=2A畑=2讦耐 车轮荷重系统的阻尼系数与临界阻尼系数的比值称为相对阻尼率D= lc oD-C().21/0.3J232100.40.2轴箱定位刚度校验AX0*存/U)图N-17弹性定位轮对K.*P (M 几 4 E s + 2KQ + 2K n?图7.IU MWtfi况的轮対弧行运动锁迹位轮对的临界速度一A(wpi + w2)8心口； 134国内外转向架结构形式及参

40、数（1）我国客车转向架的技术参数（2）国外典型高速转向架主要结构形式及参数（3）国内典型高速转向架主要结构形式及参数8心口； 13(1)我国客车转向架转向架结构形式及参数8心口； 13(1)我国客车转向架转向架结构形式及参数型别项目SW-200CW-200CW-200GPW-200轴型RD3固定轴距(mm)2600250025002500中央簧横向间距(mm)2400200019562320轴箱簧横向间距(mm)2000200020002000构架型式U型焊接构 架H型焊接构架摇枕弹簧装置形式空簧无摇动 台空簧无摇枕空簧有摇动台空簧有摇动台中央阻尼形式垂向节流阀横向油压减振器中央阻尼形式油压减振器油压减振器油压减振器油压减振器回转阻尼旁承支重空气弹簧支重旁承支重旁承支重抗侧滚装置扭杆轴箱定位形式转臂式导柱式橡胶堆)定位基础制动装置盘形制动+防滑器8心口； 13(3)国内典型高速转向架结构形式及参数转向架型号动车TDT204 / 輻车 TR7002WDT205SF500Y237A使用车辆日本700系日本500系德国ICE3法国TGV-2N最高速度/ (km.h-1)285300330300使用年份2000199719991995轴重/t