车辆设计参考手册 转向架PDF电子书下载

目录 1

Ⅰ、转向架总体设计 1

（Ⅰ）转向架设计的一般原则 1

（Ⅱ）转向架设计的具体要求 1

（Ⅲ）转向架设计的步骤 2

（Ⅳ）转向架设计的常用规范、标准及有关资料 3

一、车辆运行平稳性的评定标准 3

（一）客车平稳性的评定标准 3

（二）货车平稳性的评定标准 7

二、车辆运行安全性的标准 8

（一）防止轮对脱轨安全性的评定指标 8

（二）车辆抗倾覆的评定方法 8

（三）车体抗倾覆的稳定条件 8

三、转向架强度设计规范 9

（一）转向架基本作用载荷（或力）及其组合 9

（二）车体刚度试验及评定标准 9

四、客车转向架通用技术条件 11

（五）铁道车辆所用材料的性能和规定 11

（三）客车转向架的静强度试验载荷及许用应力 11

（四）货车转向架的静强度试验载荷及许用应力 11

五、转向架设计的有关资料 14

（一）客、货车使用寿命 14

（二）客车重量 15

（三）轴重 15

（四）车辆重心高度的计算及测定 15

（五）线路有关资料 17

（Ⅴ）转向架结构型式的确定 21

一、客车转向架的结构型式 21

（一）我国客车转向架的分类及结构特点 21

（二）法国Y82型转向架 21

（三）日本DT200型转向架 22

（四）我国L78型转向架 25

（一）我国货车转向架的分类及结构特点 26

（二）我国改69型货车转向架 26

二、货车转向架的结构型式 26

（三）美国T-11型货车转向架 28

（四）美国S·M（Swing Motion）货车转向架 28

（五）自导向转向架 29

（Ⅵ）转向架主要零部件结构型式的选择 30

一、承载型式 30

（一）心盘承载 30

（二）旁承支重 31

（三）心盘与旁承共同承载 33

二、悬挂型式 34

（一）摇动台结构 34

（二）单系悬挂 34

（三）货车悬挂型式 35

三、弹簧型式 35

（一）圆弹簧的特点 35

（二）弹簧静挠度与挠度比 35

（一）油压减振器 37

四、减振型式 37

（四）空气弹簧的特点 37

（三）扭杆弹簧的特点 37

（五）橡胶弹簧的特点 37

（二）摩擦减振器 38

五、构架、侧架型式 38

（一）构架、侧架的一般型式 38

（二）构架、侧架结构型式的选择 38

（三）构架、侧架制造工艺方式的选择 40

（二）干摩擦导柱式 41

（三）橡胶弹性导柱式 41

六、轴箱定位型式 41

（一）油导筒式 41

（四）构架、侧架的材质 41

（四）拉杆式 42

（五）转臂式 42

（六）拉板式 43

（七）球形轴箱定位装置 43

七、滚动轴承型式 43

（二）铁路车辆轴箱用滚动轴承的基本类型及主要规格 44

（一）铁路车辆滚动轴承的特点 44

（三）国产铁路车辆滚动轴承所用主要钢种的化学成分和机 45

械性能 45

（四）滚动轴承选型的一般程序 45

（五）滚动轴承的寿命计算 46

（六）滚动轴承极限转速n的验算 46

（七）滚动轴承的设计寿命 47

八、轮对型式 47

（一）我国轮轴的主要尺寸、化学成分及机械性能 48

（二）国外轮、轴标准 48

（三）减小簧下质量、改善动力性能的主要措施 49

二、转向架强度计算的载荷组合工况及其强度评定标准 1 53

九、纵向牵引型式 57

（Ⅶ）转向架主要线性尺寸的确定 58

一、固定轴距 58

二、下部限界 59

三、心盘距轨面高度 62

四、侧架上平面距轨面的高度 63

五、车体底架下部构件与转向架相关构件之间的间隙 65

（一）转向架侧架（构架）顶面至枕梁下盖板的垂直距离 65

（二）旁承间隙、旁承距 65

（三）下旁承面与下心盘面的高度差 67

（二）车辆振动系统的基本特性 69

（一）车辆振动的基本型式和分类 69

一、车辆振动的基本型式和基本特性 69

（Ⅰ）转向架振动性能的设计与计算 69

Ⅱ、转向架动力性能的设计与计算 69

二、现有主型及试验型客、货车转向架的有关技术参数和动力学试验结果 70

（一）202型、206型、209型及试验型客车转向架的有关技术参数和动力学试验结果 70

（二）转8A及试验型货车转向架的有关技术参数和动力学 73

试验结果 73

（三）转向架结构参数与动力性能的关系 75

三、车辆振动性能的设计与计算 77

（一）车辆自由振动 77

（二）车辆强迫振动 86

（三）有阻尼空气弹簧悬挂系统的振动 99

（一）稳定性的判别 100

（Ⅱ）二轴转向架式车辆蛇行运动稳定性的设计与计算 100

一、振型的分类 100

二、稳定性的评定 100

（二）轴箱横向与纵向定位刚度 101

（一）等效斜度 101

（二）稳定程度与失稳程度的评定 101

三、影响二轴转向架式车辆蛇行运动稳定性的主要参数 101

（三）中央悬挂装置的横向刚度 102

（四）中央悬挂装置的纵向刚度 102

（五）中央悬挂装置的横向阻尼 102

（六）蠕滑系数的影响 102

四、车辆蛇行运动稳定性的计算 103

（一）蠕滑率的计算 103

（二）蠕滑力与旋转力矩的计算 103

（三）广义力的计算 103

（四）蠕滑系数的计算 104

（五）基本假定与数学模型 106

（六）实例 110

（一）轮对内侧距离与线路的相互关系 118

（Ⅲ）曲线通过性能的设计与计算 118

相互几何关系 118

一、转向架与线路的几何关系和车辆本身有关部分在曲线上的 118

（二）转向架在曲线上的位置 119

（三）转向架在曲线上的偏移量，转向架相对车体的转角及 120

轮对对钢轨的冲角 120

（四）转向架主要游间的确定及主要零部件之间的配合关系 121

二、转向架稳态曲线通过性能的设计与计算 122

（一）构架式客车转向架稳态曲线通过 122

（二）“三大件”式货车转向架（包括径向转向架）稳态曲线通过 124

Ⅲ、车辆运行安全性的设计和计算 130

（Ⅰ）车辆抗脱轨安全性的设计和计算 130

一、脱轨的分类 130

二、脱轨的原因和影响脱轨的因素 131

三、抗脱轨安全性的评定指标和允许限度 131

（一）脱轨系数及其允许限度 131

（二）轮重减载率及其允许限度 133

（三）抗脱轨的安全标准和转向架抗脱轨安全性的评定 134

（四）跳上脱轨的评定指标及其允许限度 134

（五）轨距挤宽和轨道损坏对车辆运行安全性的影响 135

四、抗脱轨安全性的设计 136

（一）抗脱轨安全性的最不利条件 137

（二）车辆抗脱轨安全性的结构设计和参数选择 138

五、转向架通过曲线时轮缘侧向力的计算 140

六、轮重减载量的计算 142

（一）线路扭曲引起的减载 142

（二）横向力H引起的减载 145

（三）车辆固有的轮重减载 146

七、四轴货车静态轮重减载率的计算 147

八、客车转向架抗脱轨安全性的计算实例 148

九、货车转向架抗脱轨安全性的计算实例 149

（Ⅱ）车辆抗倾覆安全性的计算 149

一、车辆倾覆的类型和评定标准 150

二、倾覆系数的计算 150

三、计算实例 151

（Ⅰ）转向架强度计算的载荷组合与计算 153

一、转向架强度计算的载荷种类 153

Ⅳ、转向架零部件的结构强度设计与计算 153

三、载荷计算 153

（一）垂直静载荷 153

（二）垂直动载荷 153

（三）侧向力及轮轨作用力引起的载荷 154

（四）垂直斜对称载荷 158

（五）制动引起的载荷 159

（六）货车调车作业时的纵向单端冲击力所引起的转向架垂 159

直附加载荷 159

（Ⅱ）摇枕的设计与计算 159

、摇枕的结构设计 159

（一）摇枕主要轮廓尺寸的确定 159

（二）摇枕断面尺寸及壁厚的确定 162

（三）考虑结构的工艺性 165

（一）静强度计算 167

二、摇枕的强度计算 167

（二）疲劳强度计算 168

三、摇枕静强度试验应力示例 172

（一）转8A摇枕静强度试验应力 172

（二）202型转向架摇枕静强度试验应力 172

四、货车铸钢摇枕的压吨试验标准与试验值 173

（Ⅲ）侧架的设计与计算 176

一、侧架的结构设计 176

（一）侧架主要轮廓尺寸的确定 176

（二）侧架断面尺寸及壁厚的确定 177

（三）考虑结构的工艺性 179

二、侧架的强度计算 179

（一）静强度计算（力法） 179

（二）疲劳强度计算 181

三、侧架静强度试验应力示例 181

（一）构架主要轮廓尺寸的确定 183

一、构架的结构设计 183

四、货车铸钢侧架压吨试验标准与试验值 183

（Ⅳ）构架的设计与计算 183

（二）构架断面尺寸及壁厚的确定 184

（三）考虑结构的工艺性 184

二、构架的强度计算 187

（一）静强度计算（力法） 187

（二）疲劳强度计算 190

（Ⅴ）吊杆、吊轴的设计与计算 191

（一）吊杆长度的确定 191

一、摇枕吊杆、吊轴的结构设计 191

（二）209（208）型转向架构架静强度试验应力 191

（一）206（207）型转向架构架静强度试验应力 191

三、构架静强度试验应力示例 191

（二）吊轴的设计 196

二、摇枕吊杆的强度计算 197

（一）吊杆中部截面的计算 197

（二）吊杆头部圆环部分的计算 197

三、摇枕吊轴的强度计算 198

（二）206（207）型转向架弹簧托梁的静强度试验应力 199

四、摇枕吊杆、吊轴静强度试验应力示例 199

（一）206（207）型转向架双片单节长吊杆的静强度试验应力 199

（Ⅵ）弹性元件的设计与计算 200

一、圆柱压缩螺旋弹簧 200

（一）圆柱压缩螺旋弹簧轴向特性计算 200

（二）圆柱压缩螺旋弹簧径向特性计算 201

（三）组合螺旋弹簧的计算 204

（三）空气弹簧橡胶囊的组成 208

（二）空气弹簧的密封形式 208

（一）空气弹簧的分类 208

二、空气弹簧 208

（四）空气弹簧的刚度计算 209

（五）空气弹簧的减振阻尼计算 211

（六）空气弹簧的强度计算 212

三、橡胶弹簧 214

（一）橡胶弹簧的静弹剪模数 214

（二）橡胶弹簧的静弹性模数 214

（五）橡胶弹簧的静刚度计算 215

（三）橡胶弹簧的动弹性模数 215

（四）橡胶弹簧的应力计算 215

（六）橡胶弹簧的动刚度计算 219

（七）橡胶弹簧的相似法则 219

（八）橡胶的许用应力与许用应变 219

四、扭杆弹簧 220

（一）材料的选择 220

（二）扭杆弹簧的载荷、刚度、变形及应力的计算 220

（三）扭杆弹簧的端部形状和有效工作长度 222

（四）许用应力 223

（Ⅶ）车辆减振器的设计与计算 223

一、车辆减振器的基本类型及主要特性 223

二、摩擦减振器的设计与计算 223

（一）常值摩擦力减振器的设计与计算 223

（二）变摩擦力减振器的设计与计算 225

（一）活塞杆直径d的确定 227

（二）内缸筒直径D的确定 227

三、液压减振器的设计与计算 227

（三）活塞最大行程2l？的确定 228

（四）节流系统的设计与计算 229

（Ⅷ）轮对的设计与计算 233

一、车轮的强度设计 233

（一）车轮设计的一般原则 233

（二）轮轨间接触应力的计算 234

（三）车轮的有限单元法计算结果示例 235

（四）车轮的断裂力学分析原则 236

二、车轴的强度设计 236

（一）车轴的简化计算 237

（二）车轴疲劳强度的计算方法 238

（三）提高车轴疲劳强度的措施 245

三、轮对的压装 247

（一）轮对压装的主要要求 247

二、轴承额定寿命计算的基本公式 248

一、轴承寿命计算的依据与定义 248

（二）轮轴压装时的接触应力 248

（Ⅸ）滚动轴承的寿命计算 248

三、国际标准化组织（ISO/TC4）建议的轴承寿命计算新公式 249

四、当量动负荷P的计算 249

五、额定动负荷C的计算 250

（x）转向架主要零部件的有限单元法计算示例 251

一、202型转向架吊杆的计算 251

二、UD5型转向架构架的计算 251

三、转8A型侧架的计算 253

五、UD5型转向架构架横梁的扭转计算 255

四、转8A型摇枕的计算 255

六、车轮的计算 258

附录一、我国客车转向架主要技术参数汇总表 261

附录二、我国货车转向架主要技术参数汇总表 263

附录三、我国各型2D轴货车转向架结构型式、主要技术参数及试 264

验状态表 264

附录四、我国转向架的国家标准及铁道部部标准的目录 265

附录五、货车通用件（转向架部分）目录 266

附录六、客车通用件（转向架部分）目录 269