【正文】 on the type of rail vehicle power bogie drive , drive the overall design . The way to amplish deceleratinggear box’s structrue design are by choosing structure type of deceleratinggrear box, calculating general size and main gear size parameter. Key words: Single track, Power bogie, Driving device, Design 20xx 屆車輛工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章緒 論 跨坐式城市軌道交通的發(fā)展現(xiàn)狀和市場要求 隨著我國城市化進程的加快，城市交通擁堵 ,事故頻繁，環(huán)境污染等交通問 題日益成為城市發(fā)展的難題。城市軌道交通以其大運量，高速準時，節(jié)省空間及能源等特點，已逐漸成為我國城市交通發(fā)展的主流。在城市軌道交通系統(tǒng)中，跨坐式單軌交通制式因其線路占地少，可實現(xiàn)大坡度，小曲率線徑運行，且線路構(gòu)造簡單，噪聲小，乘坐舒適，安全性好等優(yōu)點而逐漸受到關(guān)注。 我國城市的現(xiàn)有的交通系統(tǒng)存在諸多問題，比較突出的有三個方面：高峰時段堵塞和擁擠嚴重；交通結(jié)構(gòu)單一；對環(huán)境的影響較 大。導致交通不暢的根本原因在于現(xiàn)有的城市交通結(jié)構(gòu)過于單一，大、中運量的軌道交通在城市交通中的比重太小。市區(qū)的旅客運輸主要由公共汽車、無軌電車等常規(guī)公交工具和自行車承擔。迄今為止，全國只有北京、上海和廣州三個城市有地鐵和輕軌運營線，而且運營里程都不長，依然不能滿足日益增長的交通需求。要從根本上解決我國城市交通存在的問題，就必須調(diào)整現(xiàn)有的交通結(jié)構(gòu)，建立綜合交通系統(tǒng)。規(guī)劃和建設(shè)綜合交通系統(tǒng)的首要任務(wù)是合理規(guī)劃和發(fā)展各種軌道交通。作為中等運量的軌道交通，跨座式單軌交通是符合我國城市需求的交通形式。相應(yīng)的轉(zhuǎn)向架驅(qū)動系 統(tǒng)技術(shù)也必須保持技術(shù)創(chuàng)新才能滿足發(fā)展需要。 跨坐式城市軌道交通的發(fā)展方向 城市軌道交通建設(shè)對城市的土地開發(fā)、交通結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟發(fā)展和城市環(huán)境的影響特別大。因此，城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的科學性、合理性、經(jīng)濟性與可操作性是軌道交通建設(shè)中至關(guān)重要的一環(huán)。為此，在城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃中要做好以下幾點： 1） 線網(wǎng)規(guī)劃與城市發(fā)展規(guī)劃要協(xié)調(diào)城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃是城市發(fā)展總體規(guī)劃的重要組成部分。因此 ,線網(wǎng)規(guī)劃必須與城市總體規(guī)劃相匹配，與城市的經(jīng)濟走廊相適應(yīng)。還要根據(jù)城市規(guī)劃的發(fā)展方向留有向外延伸的可能性，以適應(yīng)都 市的未來發(fā)展。線網(wǎng)規(guī)劃要結(jié)合城市軌道沿線的工程地質(zhì)、水文條件以及沿線城市環(huán)境，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟方案比較 ,環(huán)境評估后，慎重地選擇地下、高架和地面三種線路敷設(shè)方式。既要節(jié)省投資 ,降低運營成本，又有利于乘客的出入換乘。 向睿：跨坐式城市單軌交通驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 2 2）線網(wǎng)規(guī)劃要滿足城市主干客流的交通需求。重點研究城市土地的利用形態(tài)、人口與商業(yè)分布特征和現(xiàn)在、未來的路網(wǎng)客流分布特點。使軌道交通能最大限度地分擔城市交通大通道的客流，提高其分擔城市公共客流的比率。要以最短的線路連接城市的交通樞紐、商業(yè)文娛中心和城市生活區(qū)等客流集散量巨大的場所。避免個別線路 、站點負荷過大或過小的現(xiàn)象。城市軌道的線網(wǎng)骨架規(guī)劃，在遠期目標上，先對近期需要修建的各條線路的必要性和緊迫性進行充分的論證。 3） 線網(wǎng)規(guī)劃要處理好軌道交通系統(tǒng)內(nèi)各線路間的整體銜接與協(xié)調(diào)，特別是各線路間的換乘與接駁。重點研究各線路的相交形式和相交點，設(shè)置方便乘客換乘的樞紐，盡量縮短乘客的行走距離和人流交叉。與地面公交系統(tǒng)要無縫銜接，尤其要重視與地面其他公交的換乘接駁。結(jié)合軌道線路的走向 ,站點及出入口的位置，合理調(diào)整公交站點及線路走向，使其既利于軌道交通集散大宗客流，又盡量減少與城市軌道交通平行的公交 線路，避免軌道交通與地面交通競爭客流。 4） 幾種城市軌道交通方式要協(xié)調(diào)發(fā)展。綜合分析各種軌道交通的特點、優(yōu)勢及城市現(xiàn)有的客流、 經(jīng)濟 規(guī)模與發(fā)展傾向，做到“宜地鐵，才地鐵；宜輕軌，則輕軌。”不要把目光局限于地鐵。對于大型或特大型城市的中心區(qū)域應(yīng)充分利用地下鐵路的特點而優(yōu)先發(fā)展地下鐵路。對客流量不太大且靈活，修建地鐵不經(jīng)濟，就應(yīng)轉(zhuǎn)向輕軌交通系統(tǒng)，輕軌系統(tǒng)還特別適用于城市的坡道較大或城市彎曲的大中型城市。新型城市有軌電車在一些經(jīng)濟規(guī)模和城市規(guī)模不太大，城市客流量不多的中小城市很有發(fā)展前景。市郊鐵路可用于快速連 接市中心與郊區(qū) 基本參數(shù) 車輛設(shè)計采用 6 節(jié)編組，其中 2/3 轉(zhuǎn)向架為動力轉(zhuǎn)向架，端部轉(zhuǎn)向架及兩輛中間車輛靠端部的轉(zhuǎn)向架為非動力轉(zhuǎn)向架。取軸重 T＝ 11t，車輛構(gòu)造速度 v=80 ㎞ /h。走行輪采用 1006 ㎜外徑（動態(tài)直徑 982）的橡膠輪胎。 20xx 屆車輛工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第 2 章 跨坐式城市軌道車輛牽引驅(qū)動系統(tǒng)裝置 牽引驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點 驅(qū)動裝置由驅(qū)動電機、聯(lián)軸節(jié)、齒輪減速箱等組成，全部放在構(gòu)架外側(cè)。在齒輪箱體上安裝速度發(fā)電機，以檢測車輛的運行速度。轉(zhuǎn)向架基礎(chǔ)制動裝置為盤形制動，制動盤安裝在齒輪減速箱的兩級從動齒輪軸上。由于受空 間和重量限制，需采用小直徑、大容量的制動盤。跨坐式轉(zhuǎn)向架不設(shè)一系懸掛裝置，由充氣橡膠輪胎的彈性替代其作用。二系懸掛裝置用空氣彈簧直接支承車體，空氣彈簧安裝在構(gòu)架上，為無搖枕結(jié)構(gòu)。 驅(qū)動裝置的作用就是將牽引電動機的扭矩有效地轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)向架輪對轉(zhuǎn)矩，利用輪軌的粘著機理，驅(qū)使機車或者動車沿著鋼軌運行。驅(qū)動裝置是一種減速裝置，用來使高轉(zhuǎn)速，小扭矩的牽引電動機驅(qū)動具有較大阻力矩的動軸。而城市軌道車輛只有動車才具有驅(qū)動裝置，它對驅(qū)動裝置有以下要求： （ 1） 驅(qū)動裝置應(yīng)保證能使牽引電機功率得到有效的發(fā)揮。 （ 2） 電動機電樞軸應(yīng)盡量與車軸 布置在同一高度上，以減少線路的不平順對齒輪的動作用力。 （ 3） 電動機在安裝上應(yīng)有減振措施。 （ 4） 驅(qū)動裝置應(yīng)不妨礙小直徑動輪的使用。 （ 5） 驅(qū)動裝置本身應(yīng)該簡單可靠，具有最少量的磨耗件。 （ 6） 當牽引電動機或驅(qū)動機構(gòu)發(fā)生損壞時，應(yīng)易于拆卸。 軌道車輛轉(zhuǎn)向架的基本作用和要求 轉(zhuǎn)向架是支承車體并擔負車輛沿軌道走行的支承走行裝置。為了便于通過曲線，在車體和轉(zhuǎn)向架之間設(shè)有心盤或回轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)向架可以繞一中心軸相對車體轉(zhuǎn)動。為了改善車輛的運行品質(zhì)和滿足運行要求，在轉(zhuǎn)向架上設(shè)有彈簧減振裝置和制動裝置。對于動車，轉(zhuǎn)向架上還裝有牽引電機和減速機 構(gòu)，以驅(qū)動車輛運行，這種轉(zhuǎn)向架稱為動力轉(zhuǎn)向架。 鐵路運輸發(fā)展的初其，世界各國大多采用將輪對直接安裝于車體下面的二軸車結(jié)構(gòu)。由于要通過小半徑曲線，二軸車的軸距不能太大；此外，車輛載重、長度和容積向睿：跨坐式城市單軌交通驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 4 均受到限制。把兩個或多個輪對用專門的構(gòu)架連接，組成一個小車，則稱為轉(zhuǎn)向架，車體坐落在兩轉(zhuǎn)向架上。由于這種轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)且有許多明顯的優(yōu)點，現(xiàn)代大多數(shù)軌道車輛的走行裝置采用轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)形式。 轉(zhuǎn)向架可以說是鐵道車輛上最重要的部件之一，它直接承載車 體 重量，保證車輛順利通過曲線。同時，轉(zhuǎn)向架的各種參數(shù)也直接決定了車輛的穩(wěn)定性和車 輛的乘坐舒適性。 其基本作用及要求如下： 1） 車輛采用轉(zhuǎn)向架可以增加車輛的載重、長度和容積，提高列車運行速度，以滿足運輸發(fā)展的需要。 2） 保證在正常運行條件下，車體都能可靠地坐落在轉(zhuǎn)向架上，通過軸承裝置使輪胎沿軌道的滾動轉(zhuǎn)化為車體沿線路運行的平動。 3） 支承車體，承受并傳遞從車體至輪對之間或輪軌至車體之間的各種載荷及作用，并使軸重均勻分配。 4） 保證車輛安全運行，能靈活地沿直線線路運行及順利地通過曲線。 5） 轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)要便于彈簧減振裝置的安裝，使之具有良好的減振特性，以緩和車輛和線路之間的相互作用 ，減小振動和沖擊，減小動應(yīng)力，提高車輛運行平衡性、安全性和可靠性。 6） 充分利用輪軌之間的黏著，傳遞牽引力和制動力，放大制動缸所產(chǎn)生的制動力，使車輛具有良好的制動效果，以保證在規(guī)定的距離之內(nèi)停車。 7） 轉(zhuǎn)向架是車輛的一個獨立部件。在轉(zhuǎn)向架與車體之間盡可能減小連接件，并要求結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，以便于轉(zhuǎn)向架可單獨制造和檢修。 20xx 屆車輛工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 第 3 章 牽引驅(qū)動裝置總布置設(shè)計 驅(qū)動裝置的設(shè)計原則 驅(qū)動裝置既要確保牽引電動機的輸出功率可靠地傳遞給輪對，同時又要隔離輪軌沖擊對電動機的影響。作為轉(zhuǎn)向架的重要部件，驅(qū)動裝置決 定著轉(zhuǎn)向架的運行性能和牽引性能。對一臺理想驅(qū)動裝置的要求有以下幾個方面： 1)驅(qū)動裝置應(yīng)具有旋轉(zhuǎn)彈性。 機車起動時，特別是重載啟動時，牽引電動機受有相當大的啟動電流，牽引電動機所發(fā)揮的旋轉(zhuǎn)力矩存在著較強烈的脈沖，這會引起整個系統(tǒng)發(fā)生振動。在采用剛性軸支承式傳動裝置的機車上，它們直接傳至輪對。輪對出現(xiàn)滑動現(xiàn)象，影響粘著利用，機車牽引力不能得到充分發(fā)揮。架懸式驅(qū)動裝置常采用具有一定彈性的聯(lián)軸器，將電機和輪對連接起來。具有旋轉(zhuǎn)彈性的驅(qū)動裝置，由于彈性元件吸收振動而使粘著利用獲得改善，機車牽引力也將有所提高。 2)不約束輪對的垂向運動，即對一系彈簧垂向彈性的影響應(yīng)盡量小。 輪對通過一系彈簧懸掛裝置和軸箱定位活節(jié)連接裝置同轉(zhuǎn)向架構(gòu)架呈彈性連接。作用在輪對上的各種力都經(jīng)過這些裝置直接傳遞給轉(zhuǎn)向架構(gòu)架。假如驅(qū)動裝置對軸箱彈簧有垂向內(nèi)阻力存在，那么，作用在輪對上的各種力，有一部分將按驅(qū)動裝置和一系彈簧懸掛裝置兩者彈性常數(shù)的比例關(guān)系由驅(qū)動裝置傳遞。換句話說，就是驅(qū)動裝置參與了一系彈簧懸掛裝置的作用。而后者不再以原設(shè)計參數(shù)工作。因此，驅(qū)動裝置與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的垂向彈性連接剛度應(yīng)足夠的小，以不影響一系懸掛裝置的垂向工作狀態(tài)為原則。若是 驅(qū)動裝置對垂向彈性有較大影響時，則必須減小一系彈簧懸掛裝置彈簧的彈性常數(shù)，以保證總的彈性常數(shù)。 3)不約束輪對的橫向運動，即對輪對的橫向彈性不發(fā)生影響或影響盡量地小。 機車動車在線路上運行時，輪對上作用有橫向力和橫向沖擊。為了緩和和減小這沖擊和作用力，輪對和構(gòu)架之間的連接裝置應(yīng)具有一定的橫向彈性。假如驅(qū)動裝置對輪對的橫向運動有內(nèi)阻力存在，那么，作用在輪對上的各橫向力，有一部分將按它們之間彈性常數(shù)的比例關(guān)系由驅(qū)動裝置傳遞。而后者本身也承受這些附加的橫向力。所以，在設(shè)計驅(qū)動裝置時，應(yīng)當考慮到輪對的定位、導向和彈 性都僅只由軸箱彈簧裝置和軸箱定位活節(jié)連接裝置來保證。而驅(qū)動裝置盡量不影響或者盡可能小地影響輪對的橫向運動。 向睿：跨坐式城市單軌交通驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 6 4)不約束輪對的角位移，即對輪對相對構(gòu)架的側(cè)滾和搖頭運動不發(fā)生影響或影響盡量地小。 軸支承式牽引驅(qū)動裝置的電機常利用滾動或滑動軸承，兩點支撐在車軸上，一點懸掛在構(gòu)架上。當輪對相對構(gòu)架產(chǎn)生角位移運動時，電機懸掛裝置僅應(yīng)平衡驅(qū)動力矩，而不應(yīng)約束輪對的角位移運動。架承式牽引驅(qū)動裝置的電機常三點剛性或彈性安裝在構(gòu)架上，電機與輪對間通過聯(lián)軸器連接，傳遞驅(qū)動力矩。由于聯(lián)軸器的萬向作用，可將電機的驅(qū)動力矩有效地傳遞 給輪對，而不對輪對產(chǎn)生角位移約束。驅(qū)動裝置中，影響輪對的角位移的元件是電機懸掛裝置或聯(lián)軸器，因此，其結(jié)構(gòu)和彈性參數(shù)設(shè)計，需考慮有效地驅(qū)動輪對，而盡量小地影響輪對相對構(gòu)架的角位移。若設(shè)計不當，將會使輪對的跳動激擾直接傳遞給構(gòu)架，影響轉(zhuǎn)向架的性能。 5)除輪對外，其他零部件應(yīng)盡可能都是簧承質(zhì)量。 機車的非簧承質(zhì)量越大，機車通過鋼軌接頭和道岔時所引起的垂直加速度和垂直沖擊就越大。這種沖擊力隨機車運行速度的提高而急劇增大。高速機車特別希望非簧承質(zhì)量盡可能地小，以減小輪對的動力作用及其所引起的軸重變化和改善牽引力的傳遞。 6)傳動元件在發(fā)生持續(xù)或斷續(xù)軸位移時不引起外部慣性力，即不發(fā)生不平衡的作用力。 機車的軸重，是在機車組裝和調(diào)試完畢后逐個稱出的，并經(jīng)調(diào)整軸箱彈簧達到基本均衡。由于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、車軸活節(jié)式連接裝置和電機機座等制造誤差、軸箱彈簧調(diào)整的誤差及其位置變化等原因，在機車運行過程中軸位移實際上是連續(xù)發(fā)生的。在關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置中，由于車軸位移而造成的均衡元件偏心 (該元件回轉(zhuǎn)速度變化的頻率為動軸轉(zhuǎn)數(shù)的兩倍 )，會產(chǎn)生不平衡力。不平衡力的大小與關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)有關(guān)。關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置雙邊布置時，兩邊都有相應(yīng)的軸位移，彼此總是保持持 續(xù)平衡。關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置布置在兩邊并靠近車輪時，還存在著動態(tài)不平衡 (其值與關(guān)節(jié)驅(qū)動裝置間的距離有關(guān) )。這種不平衡無法平衡。 7)傳動元件在發(fā)生持續(xù)或斷續(xù)軸位移時，不引起內(nèi)部慣性力。 輪對每轉(zhuǎn)一圈都會引起連桿和平衡元件發(fā)生運動而產(chǎn)生附加的內(nèi)部慣性力。若輪對短時加速度達 209 左右，則短時軸位移所產(chǎn)生的不平衡力和內(nèi)部慣性力將達到極高的瞬時值。因為不平衡力和內(nèi)部慣性力同機車運行速度的平方成正比地增長，所以很快就會達到臨界狀態(tài)。采用具有不平衡力和慣性力的傳動裝置不僅在振動和運行技術(shù)方面，而且在應(yīng)力和結(jié)構(gòu)方面都將造成很大的 困難。不平衡力和內(nèi)部慣性力的關(guān)系對各種連桿傳動裝置是不同的，只能作一個總的評論 :一般在軸位移相同時，不平衡力較20xx 屆車輛工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 小者，其內(nèi)部慣性力就較大。 8)驅(qū)動裝置應(yīng)當不易磨損及無須維護。 9)驅(qū)動裝置應(yīng)允許輪對有足夠的橫動量。 為使機車動車，特別是三軸轉(zhuǎn)向架的機車通過曲線時不致產(chǎn)生過大的導向力和構(gòu)架力。中間輪對有