【正文】 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(yīng)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。 CO式轉(zhuǎn)向架的三維實體設(shè)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(shù)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。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。因此，設(shè)計時必須全面考慮構(gòu)架與各有關(guān)零部件的相互位置等問題。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。這種結(jié)構(gòu)取消了摩擦副，減小了電動機的有害振動。軸距1800mm，兩側(cè)梁中心線間距2050mm，最大外型尺寸為長為5900mm，寬為2658mm，高為650mm，構(gòu)架板材采用C3或A3鋼[5]。橫梁所有鋼板厚度與側(cè)梁相同。車輪壓裝了輪箍后（直徑是1000mm）靜剩余不平衡量最大允許為150g，輪箍為國家標準6080中的D型，在車軸的兩端沿軸向以等弧均布鉆有三個螺絲孔，便用螺栓固定軸承端蓋。 輪對通過軸箱采用轉(zhuǎn)向架構(gòu)架當(dāng)中雙紐線軸箱拉桿引導(dǎo)。二系彈簧也同樣用的是圓彈簧。為了保證車體同轉(zhuǎn)向架一同提起時(例如吊到鋼軌上)不超出橡膠金屬彈簧件所允許的彈簧行程，在車體和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上設(shè)有耳座，需要時可以將每臺轉(zhuǎn)向架用四個拉緊螺桿緊固在車體上。拉桿的兩端通過球形鉸接，上與擺桿下與轉(zhuǎn)盤相接。在緩解時，豎桿向離開車輪方向轉(zhuǎn)動，并通過擺桿、連桿、轉(zhuǎn)盤、棘爪帶動棘輪和螺套轉(zhuǎn)動。熱流由鋼軌而來，通過輪對由法蘭盤2(它將軸1壓在車軸的前端)和兩根導(dǎo)線7傳到滑動接點8(它包括套和接觸元件，兩者為壓緊配合)。 車軸的實體造型（1） 啟動Solidworks“零件”模塊單擊“開始”→“程序”→“Solidworks”，在彈出的“新建Solidworks文件”對話框中，選中零件，單擊“確定”按鈕，進入Solidworks“零件”造型界面。圖31 軸頸拉伸特征（3） 防塵板造型繪制防塵板截面：選擇軸頸特征前端面為基準面。標注尺寸：單擊“智能尺寸”按鈕。拉伸特征：在Command Manager中單擊“特征”和“拉伸凸臺∕基體”按鈕，在“拉伸”對話框中設(shè)置尺寸為300mm，單擊“確定”按鈕。（7） 圓角造型在Command Manager中單擊“特征”和“圓角”按鈕，選擇軸頸和防塵板座交線在如圖32所示的“圓角”對話框中設(shè)置半徑為20mm，單擊“確定”按鈕。圖34 草圖與旋轉(zhuǎn)軸線（3) 旋轉(zhuǎn)基體的特征 在Command Manager中單擊“旋轉(zhuǎn)凸臺∕基體”按鈕，在如圖35所示的“旋轉(zhuǎn)”對話框中單擊確定按鈕。單擊“文件”→“保存”，在彈出的“文件”對話框中設(shè)置文件名為“輪轂”，單擊“確定”按鈕。如圖37所示。（3） 插入車輪零部件在Command Manager中單擊“裝配體”中的“插入零部件”按鈕，單擊“瀏覽…”按鈕，找到“車輪的輪心和輪轂”零件后，單擊“打開”按鈕，在圖形區(qū)空白處單擊，及插入輪心和輪轂。橫向剛度設(shè)計得小些，雖有利于機車的曲線通過，但卻難以獲得較高的橫向穩(wěn)定性相反，橫向剛度設(shè)計得大些，雖有利于橫向穩(wěn)定性的提高，但對機車的曲線通過不利。 轉(zhuǎn)向架的橫向剛度設(shè)在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與軸箱之間的彈簧懸掛裝置我們稱為一系懸掛，設(shè)在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與車體之間的彈簧懸掛裝置稱為二系懸掛。如ND5型機車，由于軸箱取用導(dǎo)框式定位，當(dāng)其相對于構(gòu)架的橫動量小于軸箱與構(gòu)架間的橫向自由間隙（、）時，軸箱定位方式(導(dǎo)框)對軸箱無橫向約束，此時，軸箱是借助于軸箱彈簧的橫向剛度來定位的；而當(dāng)軸箱相對于構(gòu)架的橫動量達到自由間隙（即軸箱導(dǎo)槽中的襯板與構(gòu)架導(dǎo)框緊緊貼靠）時軸箱在橫向就被剛性地定位。特別是在八組簧方案中，車體底架側(cè)梁的強度和剛度顯著下降，在車體結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須采取相應(yīng)的措施，設(shè)法滿足車體的強度和剛度要求，致使車體結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜化和重量增加。既能承受徑向載荷，又能承受軸向載荷的兩套短圓柱滾子軸承型式，當(dāng)輪對相對于構(gòu)架向右橫動大于車軸與軸箱間的自由橫動量時，車軸僅對有側(cè)軸箱施加一個軸向力（作用于軸箱端蓋），即輪對向右橫動大于車軸與軸箱間的自由橫動量時，僅受到右側(cè)軸箱的橫向約束。因而中間軸的一系橫向剛度就等于每個軸箱的橫向剛度，并非是每個軸箱的兩倍。 全懸掛驅(qū)動裝置中彈性元件的影響對于兩級彈性六連桿機構(gòu)的輪對空心軸式電機全懸掛機車，由于其中一個輪芯與空心軸的一端通過一套六連桿機構(gòu)彈性相連，空心軸的另一端則通過另一套六連桿機構(gòu)與大齒輪的齒芯彈性相連，而齒芯相對于空心軸套及電機是沒有橫動量的。采用新軸承的三軸轉(zhuǎn)向架，中間軸的橫向剛度與端軸的不同。 計算工況和許用應(yīng)力在構(gòu)架的方案設(shè)計階段，一般考慮幾個包括靜載荷、動載荷和側(cè)向力的關(guān)鍵工況，另外考慮到牽引和制動載荷對構(gòu)架的應(yīng)力計算結(jié)果影響較大，雖然TB1335－1996中無明確規(guī)定，但在此也將這兩種載荷考慮在內(nèi)。設(shè)計中構(gòu)架的主體結(jié)構(gòu)選用C3或A3鋼，參照TB/T1335－1996，該材質(zhì)的屈服極限為345MPa，在最大可能載荷或超常載荷下許用應(yīng)力為293MPa，在運用載荷下許用應(yīng)力為216MPa。但是，有些零部件的尺寸還有些誤差，在組裝總的裝配圖是很多配合不夠準確。致謝本設(shè)計和論文是在導(dǎo)師朱喜峰老師的親切關(guān)懷和精心指導(dǎo)下完成的，從設(shè)計的選題研究到論文的撰寫定稿，都得到了導(dǎo)師精心細致的指導(dǎo)。我衷心的感謝您們老師和母校。在此虔誠地祝福導(dǎo)師合家歡樂、一生平安！同時，也將祝福送給每一位老師和我的同學(xué)們。這讓我們對書本上的純理論知識更加的理解。 構(gòu)架強度計算DF4型機車轉(zhuǎn)向架在各種計算工況下的當(dāng)量應(yīng)力（即Von Mises應(yīng)力）如表51所示。由于第i單元近似為等截面直桿，由材料力學(xué)可知：則有：單元1與單元2分別為：利用3個節(jié)點處的靜力平衡條件和變形諧調(diào)條件可得由實際結(jié)構(gòu)的分析可知：u1=0、P2=0、P3=P代入可得： K1(0u2)=P1K1(0+u2)+K2(u2u3)=0 K2(u2+u3)=P由式可得：u3=(1/k1+1/k2)P= 通過有限元計算， kg，3個方向的轉(zhuǎn)動慣量為：構(gòu)架側(cè)滾（繞X軸）㎡，構(gòu)架點頭（繞Y軸）㎡，構(gòu)架搖頭（繞Z軸）㎡?？紤]到構(gòu)架支撐在軸箱彈簧上的特點，在每個支撐面上建立彈簧邊界單元，彈簧邊界單元的3個方向剛度為一系懸掛對應(yīng)的3個方向剛度，彈簧邊界單元共計32個，構(gòu)架在其它位置不再有約束。（2）軸箱定位方式、軸箱軸承的結(jié)構(gòu)對轉(zhuǎn)向架橫向剛度影響極大，軸箱彈簧的橫向剛度在轉(zhuǎn)向架橫向剛度中也占有較大的比例。圖中橫座標Y(mm)為輪對相對于構(gòu)架的橫動量，縱座標F(mm)為輪對橫動后對構(gòu)架的間接作用力，那各段斜率F/Y即為該橫動量下的轉(zhuǎn)向架橫向剛度。綜上所述，采用這種軸承的機車，每根軸的橫向剛度就等于每個軸箱的橫向剛度，并非是每個軸箱橫向剛度的兩倍。由此可見,圖41(b)所示的回轉(zhuǎn)式橡膠彈簧支座的結(jié)構(gòu)布置有利于提高車體的強度和剛度，減小結(jié)構(gòu)自重。人們在計算采用軸箱拉桿定位的軸箱橫向剛度時，往往只計及軸箱拉桿的橫向剛度而忽略了軸箱彈簧的橫向剛度,這必將造成較大的誤差。人們往往認為轉(zhuǎn)向架橫向剛度即為軸箱定位結(jié)構(gòu)（如軸箱拉桿）的橫向剛度，每軸的橫向剛度為每個軸箱的兩倍。由此可見，轉(zhuǎn)向架橫向剛度對機車性能的重要影響已引起了人們的普遍重視。（6） 設(shè)定輪緣內(nèi)側(cè)面配合在裝配工具條上單擊“配合”按鈕，選擇高級配合中的“對稱”，在圖形區(qū)中選中兩車輪輪緣內(nèi)側(cè)面，在“設(shè)計樹”選擇前視面為對稱面，在“配合”對話框中單擊“確定”按鈕完成車輪對稱配合，如圖36所示。單擊“裝配體”按鈕，然后單擊“確定”，彈出新裝配體窗口。單擊“智能尺寸”按鈕。如圖36所示。單擊“文件”→“保存”，在彈出的“文件”對話框中設(shè)置文件名為“車輪的輪心”，單擊“確定”按鈕。標注尺寸：單擊“智能尺寸”按鈕。（5） 軸身（安裝抱軸箱）造型繪制軸身截面：選擇輪座特征前端面為基準面。拉伸特征：在Command Manager中單擊“特征”和