【正文】 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 蘭州交通大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： B0 式轉(zhuǎn)向架的三維實體設(shè)計 學(xué) 生 姓 名： 馬榮成 學(xué) 部 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 年 級： 車輛工程 指 導(dǎo) 教 師： 朱喜鋒 2021 年 6 月 6 日 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 摘 要 本文首先論述了國內(nèi)轉(zhuǎn)向架的發(fā)展概況及其構(gòu)成特點，由于車輛的用途不同、運(yùn)行條件的差異、制造維修方法的制約和經(jīng)濟(jì)效益等具體因素的影響 ， 對轉(zhuǎn)向架的性能、結(jié)構(gòu)、參數(shù)和采用的材料及工藝等要求就有差異 ， 因而轉(zhuǎn)向架的造型方法各有其特點。其次，本文基于模塊化技術(shù)、參數(shù)化技術(shù)及高級配合技術(shù) ， 利用 SolidWorks 軟件設(shè)計出SS4型機(jī)車轉(zhuǎn)向架各零部件的三維實體造型 ， 通過高級配合技術(shù)完成轉(zhuǎn)向架輪對、軸箱、軸箱懸掛裝置、構(gòu)架等各部件的裝配，最后裝配成為一臺完整的 SS4機(jī)車轉(zhuǎn)向架，為后續(xù)工程圖的生成、強(qiáng)度分析提供所需的參數(shù)與幾何實體模型。最后，本文通過有限元分析方法對轉(zhuǎn)向架各零部件的強(qiáng)度進(jìn)行分析，得到的結(jié)果 ， 根據(jù)轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)特點 ， 采用局部修正方法調(diào)整轉(zhuǎn)向架各零部件的基礎(chǔ)模型至 最終模型 ， 并確定了相應(yīng)的零件尺寸。在完成上述過程之后 ， 可對轉(zhuǎn)向架的所有零件外形及其裝配順序有很徹底的認(rèn)識 ， 從而為今后更深層次的分析研究打好基礎(chǔ)，具有重要的學(xué)術(shù)價值和工程實際意義。 【關(guān)鍵詞】 轉(zhuǎn)向架 三維造型 工程圖 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 Abstract This thesis starts with a general survey of the development of the bogie in domestic and its constitutional characteristic. Some factors such as vehicles’ different purposes, operating conditions, manufacturing or maintenance methods and economic benefits lead to different requirements of bogies’ properties , structures, parameters and technology. So the bogies are characterised by various modeling , a threedimensional solid model for bogie of SS4 lootive was designed ,using SolidWorks software ,based on the modularization techniques,the parameterization technology and the advanced coordinate technology. This model provides the required parameters and geometric solid model for further study of engineering drawings generation, strength and , the strength of bogie’s each ponent and part is analyzed using finite element analysis ,and the final model and each parts39。 dimensions are determined .These works mentioned above lay the foundation of further research, have important academic value and actual engineering significance. 【 key words】 Bogie Threedimensional solid model Engineering drawing 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 目錄 第 1章 緒論 .................................................................................................................................. 1 研究背景及意義 ................................................................. 1 轉(zhuǎn)向架的作用與分類 ............................................................. 2 SS4機(jī)車 轉(zhuǎn)向架的組成及特點 ....................................................... 3 第 2 章 SS4機(jī)車 轉(zhuǎn)向架的三維實體設(shè)計 ........................................................................................... 6 輪對電機(jī) 裝置 .................................................................. 6 ....................................................................... 13 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 .................................................................... 16 軸箱懸掛裝置 .................................................................. 18 基礎(chǔ)制動裝置 .................................................................. 21 附屬裝置 ..................................................................... 23 第 3章 轉(zhuǎn)向架總體 裝配 .............................................................. 25 第 4 章 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架 強(qiáng)度分析 .......................................................... 27 總結(jié) ................................................................................ 31 致 謝 ............................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ............................................................................ 33 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 第 1 章 緒論 研究背景及意義 隨著鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展和人民生活水平的提高，人們對時空的觀念有了深刻的變化，對鐵路運(yùn)輸有了新的要求。為了適應(yīng)現(xiàn)代社會高效率、快節(jié)奏的要求，鐵路部門已進(jìn)行了五次大提速。目前在主要干線上機(jī)車最高速度已達(dá)到 160～ 180km/h，但這 種速度還是不能夠滿足人們?nèi)找嬖鲩L 的需 求，比如在秦沈?qū)＞€上建成的 300km/h高速線路，有些人要求在北京至上海開行磁懸浮列車等等都反應(yīng)了人們對高速列車的期望。可以肯定的是，第六次鐵路大提速將很快到來， 200km/h以上的大功率高速列車注定將步入歷史 舞臺。 在下一次鐵路提速過程中發(fā)揮主要作用。 作為機(jī)車的重要部件之一，轉(zhuǎn)向架也是機(jī)車最高運(yùn)行速度的限制性部件，它對于確保機(jī)車的運(yùn)行安全、改善運(yùn)行品質(zhì)、提高舒適程度、減少環(huán)境污染等有著極其重要的作用。因此開發(fā)高速機(jī)車轉(zhuǎn)向架是開發(fā)大功率高速 重載 機(jī)車的關(guān)鍵。世界上的高速列車 可簡單劃分為動力集中式和動力分散式。動力集中式和動力分散式可以說各有利弊，單純從確保性能及降低技術(shù)難度來講，動力分散是有利的，即有助于減輕軸重、充分利用牽引及制動時的輪軌粘著、提高列車總功率、便于列車分解開行等，但卻提高了制造成本及維修費(fèi)用等。隨著機(jī)車技術(shù)的發(fā)展，可以實現(xiàn)在大功率和大軸重前提下高速機(jī)車與線路間的低動力作用，例如采用驅(qū)動裝置的體懸、架懸等措施來減少簧下重量，采用體積小、重量輕的交流牽引電動機(jī)來減少軸重，優(yōu)化懸掛參數(shù)及結(jié)構(gòu)提高走行性能等等，使得開發(fā)動力集中式高速機(jī)車轉(zhuǎn)向架成為可能，而且動力集中已 成為世界各國高速列車發(fā)展的共同趨勢。 轉(zhuǎn)向架是電力機(jī)車的走行部分，它對機(jī)車動力學(xué)性能、牽引性能和安全性能起著重要的決定性的作用。 下面主要通過介紹 SS4型電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架來說明轉(zhuǎn)向架的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能特性。 SS4型電力機(jī)車有四臺基本上相同的轉(zhuǎn)向架。 SS4型 (1 一 158 號 )機(jī)車的轉(zhuǎn)向架牽引裝置為 平 牽引拉桿裝置， SS4 改型機(jī)車轉(zhuǎn)向架牽引裝置為推挽式牽引裝置。所以兩種型號的轉(zhuǎn)向架互不通用，但其各型的四臺轉(zhuǎn)向架完全通用。兩種型號轉(zhuǎn)向架除構(gòu)架、輪對、牽引裝置，制動器不通用外，其余重大部件均通用。 轉(zhuǎn)向架支承車體和車體 內(nèi)安裝設(shè)備的重量，該重量通過二系彈簧支承、構(gòu)架、一系彈簧支承均勻地分配到各個軸箱上，最后經(jīng)輪對作用于鋼軌。 SS4 型電力機(jī)車每個輪對作用于鋼軌上的垂直靜載荷為 23t。轉(zhuǎn)向架將輪對產(chǎn)生的牽引力或制動力傳遞給車體。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 當(dāng)機(jī)車牽引列車時，牽引電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)距，通過齒輪傳動使輪對轉(zhuǎn)動，輪對與鋼軌之間由于粘著的作用而產(chǎn)生輪周牽引力，牽引力由軸箱經(jīng)軸箱拉桿傳至構(gòu)架，再通過牽引裝置傳到車體，最后經(jīng)車體車鉤牽引列車運(yùn)行。當(dāng)閘瓦制動時，制動力矩將產(chǎn)生輪周制動力，其方向與牽引力相反，而傳遞途徑相同，最終經(jīng)車鉤對列車施予制動力。 機(jī)車沿著 曲線運(yùn)行時，輪軌間將產(chǎn)生水平橫向作用力，而且允許車體與轉(zhuǎn)向架有一定的相對位移，來減小水平橫向作用力，緩和輪軌間的磨耗，保證機(jī)車安全通過曲線。SS4型電力機(jī)車可以以 5km/h 的速度緩行通過 125m 半徑的曲線。 轉(zhuǎn)向架的作用 與分類 1） 轉(zhuǎn)向架的作用 ： 支承車體并使之在軌道上運(yùn)行的裝置稱為轉(zhuǎn)向架，亦稱走行部，它是動車組的關(guān)鍵部件。 —— 承擔(dān)機(jī)車上部的重量，包括車體及安裝在車體內(nèi)的各種機(jī)械、電氣設(shè)備的重量，并把這些重量經(jīng)一系彈簧懸掛裝置傳遞到鋼軌上。 —— 產(chǎn)生牽引力和制動力，并把產(chǎn)生的牽引 力和制動力經(jīng)牽引裝置傳遞到車體底架，最后傳遞到車鉤，實現(xiàn)對列車的牽引和制動。 （走行） —— 在機(jī)車運(yùn)行中緩和線路對機(jī)車的沖擊，保證機(jī)車運(yùn)行的平穩(wěn)性。 —— 在鋼軌的作用下，引導(dǎo)機(jī)車順利地通過曲線和道岔，保證機(jī)車在曲線上安全運(yùn)行。 2） 轉(zhuǎn)向架的分類 ： 1. 按軸數(shù)分類： ○ 1 兩軸轉(zhuǎn)向架 —— B0 如 SS SS7D、 SS CRH3； ○ 2 三軸轉(zhuǎn)向架 —— C0 如 SS SS3B、 SS SS6B 。 有無動力 分： ○ 1 動力轉(zhuǎn)向架（又分 單動力軸轉(zhuǎn)向架 和 雙動力軸轉(zhuǎn)向架 ） ； ○ 2 非動力轉(zhuǎn)向架 。 ： ○ 1 按彈簧懸掛方式分為一系懸掛 :（軸箱彈簧（第 1 系）或中央彈簧（第 2 系）） 和 兩系懸掛 :（軸箱彈簧（第 1 系） +中央彈簧（第 2 系）） ； 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 ○ 2 按軸箱定位方 式分類，常用的軸箱定位方式是拉板式定位、拉桿式定位和轉(zhuǎn)臂式定位； ○ 3 按車體支承方式分類 ： ：內(nèi)側(cè)懸掛、中心懸掛和外側(cè)懸掛 ； ：心盤集中承載、心盤部分承載和非心盤承載 ； ：有搖動臺、無搖動臺、無搖枕轉(zhuǎn)向架 ； ： 普通轉(zhuǎn)向架和 徑向轉(zhuǎn)向架 （自導(dǎo)向、迫導(dǎo)向） ； ： 自然擺轉(zhuǎn)向架和強(qiáng)制擺轉(zhuǎn)向架。 SS4 機(jī)車 轉(zhuǎn)向架的組成 及特點 SS4 機(jī)車 轉(zhuǎn)向架的組成 轉(zhuǎn)向架主要