【正文】 CO式轉(zhuǎn)向架的三維實體設計 摘要C0式轉(zhuǎn)向架經(jīng)歷了漫長的發(fā)展階段后，其結(jié)構(gòu)合理、性能完善、技術先進，逐步成為了時代的主流，現(xiàn)廣泛運用于各種高速、重載的機車。本論文主要針對DF4型內(nèi)燃機車的轉(zhuǎn)向架進行研究，首先對轉(zhuǎn)向架上各大零部件的進行分析，熟練掌握其性能和工作影響因素，根據(jù)重量分配均勻、安裝和維護方便及安全的原則，設計出完整的零部件布置方案，把轉(zhuǎn)向架上的構(gòu)架、輪對及其它零部件進行合理的定位，使轉(zhuǎn)向架的軸重均衡，牽引和支撐作用得到充分的發(fā)揮，同時也使轉(zhuǎn)向架的零部件布置緊湊。然后再對轉(zhuǎn)向架的各零部件進行詳細地分析，利用Solidworks軟件設計出構(gòu)架、彈簧裝置、牽引桿裝置、輪對、電機懸掛裝置、制動裝置等各重要部件。裝配出DF4型內(nèi)燃機車的轉(zhuǎn)向架，并對轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架進行有限元分析、強度和剛度的校核，使其能夠滿足機車高速、重載運行的需求。從而使其正常、穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)，為機車的安全行駛創(chuàng)造條件。關鍵詞：轉(zhuǎn)向架；實體；設計；有限元；強度Abstract After the C0 bogie has experienced a long stage of development,which has gradually bee the mainstream of the times because of its reasonable structure,improved performance and advanced this bogie is now widely used in a variety of highspeed, overloaded lootives. In this paper,the design of DF4 diesel lootive bogie was , it is necessary to understand each major equipment of the electric lootive and have an intimate knowledge of its performance and influencing factors when it works。 To design a plete equipment layout program in accordance with the principles of uniform weight distribution, easy installation and maintenance and safety。To fix a reasonable position on wheel set, bogie frame and other ponents so as to balance the lootive axle load and make traction to get into full play。 At the same time, it makes the lootive equipment layout pact and space the thesis analyzes each major equipment of the electric lootive in detail,and designs bogie frame ,spring rigging ,traction stem device ,wheel set,brake apparatus and so on various important ponents by using Solidworks assembling DF4 lootives of the bogie,making finite analysis of the bogie frame and checking intensity and rigidity ,so it can meet highspeed and heavy load demand of the lootive,in order to maintain its normal and stable operation, creating the conditions for the safe driving of the electric lootive.Key words:Bogie, Entity, design, Finite Element, Strength .目錄1. 緒論 1 課題的背景 1 設計原則 12. 設計內(nèi)容 2 轉(zhuǎn)向架的簡介 2 轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu) 3 構(gòu)架 4 輪對 軸箱 軸箱導桿 5 彈簧裝置 減震器 6 中心銷座 6 制動 7 附件和配件 103. 轉(zhuǎn)向架的設計 12 設計過程 12 車軸的實體造型 12 車輪輪心的造型 16 輪轂的造型 18 輪對的組裝 21 轉(zhuǎn)向架的造型 224. 轉(zhuǎn)向架橫向剛度的分析 23 轉(zhuǎn)向架的橫向剛度 23 軸箱定位方式（結(jié)構(gòu)） 24 軸箱彈簧的橫向剛度 24 軸箱軸承的結(jié)構(gòu) 26 受各種因素的影響,橫向剛度的變化情況 28 全懸掛驅(qū)動裝置中彈性元件的影響 29 剛度分析的結(jié)論 295. 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架有限元強度分析 30 有限元計算模型和載荷 30 計算工況和許用應力 30 構(gòu)架強度計算 31 強度分析的結(jié)論 32 結(jié)論 33 致謝 34 參考文獻 35V1. 緒論 課題的背景近年來，隨著社會的進步，科技的發(fā)展，計算機水平的提高，鐵路科技得到了飛速的發(fā)展。鐵路行業(yè)對機車的轉(zhuǎn)向架的技術要求更加高。涉及的學科、理念更廣，專業(yè)性更強。我在以前學習的基礎知識以及認識實習中掌握的轉(zhuǎn)向架的知識，現(xiàn)在們我利用計算機軟件對機車的各個部件進行設計，并且模擬實驗。以設計一個三軸轉(zhuǎn)向架來進行說明我對機車轉(zhuǎn)向架的掌握。隨著機車向高速、大功率方向發(fā)展，對轉(zhuǎn)向架的技術要求就更加的高了。 設計原則轉(zhuǎn)向架的設計遵循的原則有：（1） 構(gòu)架是轉(zhuǎn)向架的一個重要部分，它是轉(zhuǎn)向架其它零部件的安裝基礎。因此，設計時必須全面考慮構(gòu)架與各有關零部件的相互位置等問題。（2） 構(gòu)架的梁應盡可能設計成等強度梁，以保證能獲得最大強度和最小自重。近代大功率高速機車，為了減輕軸荷重而對減輕構(gòu)架的自重提出了更高的要求。（3） 構(gòu)架各梁的布置應盡可能對稱，以簡化設計。如對稱布置有困難，也要進可能減少不相同零件的數(shù)量。（4） 各梁本身以及由各梁組成構(gòu)架時，必須注意減少應力集中。因此，各梁相交處的過渡要平緩、圓滑，切口要相應的補強。（5） 除了保證強度外，構(gòu)架還要有足夠的剛度。因為剛度不足時會造成載荷分布不均勻或各梁本身產(chǎn)生自振等問題。（6） 采用電焊結(jié)構(gòu)時必須注意施工方便，具有足夠的焊縫尺寸：焊縫應布置在應力較小出，并滿足一般焊接結(jié)構(gòu)的要求。焊縫還應便于檢查和修理。焊接后應消除內(nèi)應力。（7） 在構(gòu)架上需考慮設有機車出軌后使機車復位的支承部位。2. 設計內(nèi)容 轉(zhuǎn)向架的簡介DF4型內(nèi)燃機車轉(zhuǎn)向架是有構(gòu)架、軸箱、輪對、制動裝置等組成，如圖21所示[1,2]。牽引電動機采用順置式，以改善牽引力作用下的軸重轉(zhuǎn)移。電動機懸掛采用吊桿式結(jié)構(gòu)，用93mm厚的彈性元件。這種結(jié)構(gòu)取消了摩擦副，減小了電動機的有害振動。在每臺轉(zhuǎn)向架的第二軸左側(cè)軸箱端頭，各裝有電動速度表的傳感裝置。為了簡化制動杠桿系統(tǒng)，采用了每輪一個制動缸的結(jié)構(gòu)。DF4型內(nèi)燃機車轉(zhuǎn)向架，力的傳遞過程是：（1） 垂向力 車體→彈性旁承→構(gòu)架側(cè)梁→軸箱圓簧→軸箱→輪對→鋼軌。（2） 縱向力 輪對→軸箱→軸箱拉桿→構(gòu)架→牽引桿裝置→車體→車鉤。（3） 橫向力 鋼軌→輪對→軸箱→軸箱拉桿→構(gòu)架→摩擦旁承或側(cè)擋→車體。圖21 DF4型機車轉(zhuǎn)向架總體布置1構(gòu)架；2軸箱；3彈簧裝置；4支承；5牽引桿裝置；6輪對；7電機懸掛裝置；8制動裝置；9砂箱；10手制動拔叉。 轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)名稱技術參數(shù)轉(zhuǎn)向架外形尺寸( 長 寬 高) ( mm)5976 2760 1476構(gòu)架側(cè)架橫向中心距( mm)2050軸式C0—C0軸距(mm)1800+1800軸重( t)23車輪內(nèi)側(cè)距( mm)1353輪徑(mm)1050車輪踏面型式磨耗型踏面電動機懸掛方式軸懸式傳動比63／14=最大運用速度( km/ h)100最小通過曲線半徑( m)145牽引點距軌面高度( mm)430彈簧靜撓度( mm) :一系123