【文章內(nèi)容簡介】 掛車和半掛車 D【 3】 （ KN）和牽引車的容許質(zhì)量 mz（ t），掛車 /半掛車的容許質(zhì)量 mAn（ t），以及重力加速度 g=（ m/s178。）有關(guān)。 對牽引連接有： D= nznz mm mgmAA＋ 一 牽引車與全掛車的機械連接裝置的選取 根據(jù)國標(biāo) GB4781— 84，規(guī)定了牽引車與全掛車之間的機械聯(lián)接裝置互換性要求。適用于帶有拖掛總質(zhì)量大于 的全掛鉸接式車輛。 機械連接裝置的主要類型與尺寸 （ 1）插銷式機械連接裝置 如圖 221所示。 圖 221 插銷式連接 （ 2） 鉤環(huán)式機械連接裝置，注 :新車型或者換車型不用此結(jié)構(gòu)。 吉林大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 圖 222為其示意圖。 圖 222 鉤環(huán)式連接 綜上分析，插銷式牽引鉤容易獲得更大的縱擺角和側(cè)擺角，有利于改善汽車列車的撓曲性， 提高汽車的縱向通過能力，此次全掛車牽引架的設(shè)計選取插銷式機械連接裝置。 二 牽引鉤及掛環(huán) 牽引鉤的作用是將牽引車和鉸接牽引桿掛車的牽引架或者中置軸掛車的牽引桿連接起來。它與牽引車的后橫梁固聯(lián)。因為連續(xù)制動時作用在載重汽車列車上的掛接載荷占到整個牽引質(zhì)量的 60%，所以牽引鉤是在大載荷作用下的危險應(yīng)力部位。這其中起決定性作用的不是恒定的牽引載荷，而是由路面不平度、制動和加速過程引起的拉壓沖擊載荷。這種沖擊載荷時恒定牽引載荷的數(shù)倍。 載貨汽車通常采用自動插銷式牽引鉤。其主要尺寸及與牽引車橫梁的連接尺寸在國標(biāo)中做了 規(guī)定。其最小的運動范圍是：繞縱軸（側(cè)傾角 )177。 25176。，繞橫軸（縱向傾角）177。 20176。，繞汽車垂直軸（轉(zhuǎn)向角）177。 90176。，掛接裝置在水平面內(nèi)的開口角至少 75176。 全掛汽車列車的拖掛 牽引聯(lián)接裝置以牽引鉤 — 掛環(huán)為主。牽引鉤安裝在牽引車車架后橫梁及附加支撐（車架），掛環(huán)安裝在全掛車的牽引架上。通過牽引鉤與掛環(huán)使?fàn)恳嚭腿珤燔嚶?lián)接。 圖 222為典型牽引環(huán)結(jié)構(gòu)。 3 圖 222 牽引環(huán)結(jié)構(gòu) 第三節(jié) 全掛車的轉(zhuǎn)向裝置 為保證掛車能繞著瞬時滾動中心自由轉(zhuǎn)向，較好的重復(fù)牽引車軌跡，不產(chǎn)生掛車車輪滑移，應(yīng)將掛車前輪或前后輪做成轉(zhuǎn)向輪。通常采用的方式有兩種：一種是軸和車輪一起轉(zhuǎn)向的軸轉(zhuǎn)向。多數(shù)車都采用轉(zhuǎn)盤式軸轉(zhuǎn)向形式。一種是使車輪繞著軸上固定點轉(zhuǎn)向的輪轉(zhuǎn)向。如圖 231，圖 232所示： 圖 231 軸轉(zhuǎn)向 圖 232 全掛車輪轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)示意圖 多軸掛車的車軸為牽引轉(zhuǎn)向橋或帶轉(zhuǎn)向裝置的車軸，以保證曲線行駛時所有的車輪繞 同一瞬心滾動。轉(zhuǎn)向所必須的垂直方向鉸鏈連接通過連接裝置（牽引裝置、半掛裝置）和車軸上的轉(zhuǎn)向裝置實現(xiàn)。 一 輪轉(zhuǎn)向裝置 輪轉(zhuǎn)向裝置由于轉(zhuǎn)向角度小，制作工藝復(fù)雜，成本高，一般較少使用。但全掛車采用輪轉(zhuǎn)向裝置可以降低車廂地板高度，這在車載設(shè)備高度與整車外形限制高度發(fā)生矛盾時，轉(zhuǎn)向裝置就顯示出了其優(yōu)越性；其次配有輪轉(zhuǎn)向裝置的掛車，其轉(zhuǎn)向裝置的主要部件是轉(zhuǎn)向臂和轉(zhuǎn)向拉桿系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向時車軸相對于車架并未轉(zhuǎn)動，車輪的轉(zhuǎn)向角受到限制，這種轉(zhuǎn)向裝置在曲線行駛時，減少了掛車相對于牽引車主軌跡的位移。使輪轉(zhuǎn)向全掛列車的機 動性較軸轉(zhuǎn)向好。 圖 233為輪轉(zhuǎn)向式吉林大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 牽引與轉(zhuǎn)向裝置示意圖。 圖 233 輪轉(zhuǎn)向式牽引與轉(zhuǎn)向裝置示意圖 二 軸轉(zhuǎn)向裝置 軸轉(zhuǎn)向一般分為單轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向和雙轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向。單轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向單轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向的全掛車轉(zhuǎn)向軸一般為長軸式，可以是一排一根，也可以是二排二根，而雙轉(zhuǎn)盤裝箱的全掛車，其轉(zhuǎn)向軸為短軸式，通常為一排二根。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置是為實現(xiàn)軸轉(zhuǎn)向而設(shè)計的，它又分為主銷式和無主銷式兩種。 （ 1） 有主銷式轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置 有主銷式轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)如圖 234所示。其特點是：水平方向的作用力由主銷承受，而垂直方向的力則轉(zhuǎn)盤承受。由于主銷和主銷座孔之間存在間隙，掛車行駛時會產(chǎn)生振動和沖擊，所以該裝置目前應(yīng)用較少。 圖 234 有主銷式轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置 （ 2）無主銷式轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置 鉸接牽引桿掛車的前橋由牽引車的掛鉤牽引轉(zhuǎn)向，而后橋由前橋牽引轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向前橋同鋼板彈簧一起安裝在轉(zhuǎn)向架上，而牽引架（鉸接牽引桿）又通過牽引架彈簧支座與轉(zhuǎn)向架鉸接。轉(zhuǎn)向架上部為球軸承轉(zhuǎn)盤體，該轉(zhuǎn)盤體與車架相聯(lián)。為了保證滾珠能均勻的傳遞作用力，轉(zhuǎn)盤體必須連接在連接在平坦且 3 抗扭強度盡可能高的框架結(jié)構(gòu)上。上下轉(zhuǎn)盤體環(huán)形凸緣面積的 50%以上應(yīng)該作為承載區(qū)而支撐，而且在汽車行駛方向和橫向的面積應(yīng)大致相等。最重要的是轉(zhuǎn)盤體結(jié)合面積的 支撐，即作用力在滾道中的傳遞。由制造產(chǎn)生的平面誤差可以通過襯墊補償。轉(zhuǎn)盤體與轉(zhuǎn)向架及車架通過螺栓連接，為了使螺栓不承受因加速或減速引起的水平作用力，必須在結(jié)合部位焊接縱向鋼板。 （ a） （ b） 圖 235 無主銷式轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置 無主銷式轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)如圖 235 所示。其特點是：水平和垂直方向的力都由轉(zhuǎn)盤或座圈承受。由于滾球與滾道之間間隙小，所以有利于承受動載荷和提高行駛穩(wěn)定性。 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置上的載質(zhì)量及全掛 車的最大總質(zhì)量應(yīng)符合表 236 的規(guī)定。按所設(shè)計的掛車最大總質(zhì)量及轉(zhuǎn)向裝置的承載質(zhì)量選用不同型號的轉(zhuǎn)盤裝置，并根據(jù)所選定的型號，由圖 235 及表 236 初定其主要尺寸。再根據(jù)所設(shè)計掛車的有關(guān)尺寸，結(jié)構(gòu)要求進行修正。表 237 為轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置的主要尺寸 表 236 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置的承載質(zhì)量 【 4】 轉(zhuǎn)向裝置型號 轉(zhuǎn)向裝置的承載質(zhì)量 /kg 全掛車的總質(zhì)量 /t 1A ≤ 2744 ≤ 6 2A ≤ 3430 ≤ 8 3B ≤ 5292 ≤ 12 4B ≤ 8820 ≤ 20 5B ≤ 12740 ≤ 28 吉林大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 表 237 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置的主要尺寸 （單位： mm） 型號 D D1 D2 D3 D4 D5 d n dn 1A 785 690 660 730 825 855 6 2A 985 895 860 930 1020 1055 8 3B 1010 975 870 910 980 1015 8 4B 1110 1075 970 1010 1080 1115 10 5B 1210 1175 1070 1110 1180 1215 10 結(jié)合工程實踐以及全掛車的可靠性，工藝加工要求等，選取轉(zhuǎn)盤式軸轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向裝置，并選擇其中的無插銷式，其中轉(zhuǎn)盤分為上下兩片，銜接部位均勻分布滾子。尺寸參考如上，根據(jù)模型車對應(yīng)的實體車型，確定全掛車的質(zhì)量以及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置的承載質(zhì)量，最后確定轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向型號為 尺寸，根據(jù)車型以及車廂來進行尺寸調(diào)整，最后 確定數(shù)據(jù)如下 表 238 所示 。 表 238 轉(zhuǎn)向裝置尺寸 單位（ mm） 型號 D D1 D2 D3 D4 D5 d n dn 4B 1110 1075 970 1010 1080 1115 10 綜合分析全掛車的結(jié)構(gòu)，功能，以及現(xiàn)在的使用情況，基于全掛車可大批量運輸貨物，承載能力較強，但掛車部分也會造成行車危險。當(dāng)全掛車行駛在路上時，會進行轉(zhuǎn)彎或者緊急制動。為減小行車過程 中轉(zhuǎn)彎發(fā)生后掛車撞上前車現(xiàn)象的概率，同時也考慮到路上其他行車人員、財務(wù)的安全，轉(zhuǎn)向裝置應(yīng)當(dāng)盡可能減小裝轉(zhuǎn)動靈敏度。當(dāng)轉(zhuǎn)盤軌道中選擇滾珠時，一個很小的轉(zhuǎn)向力就會引起很大的轉(zhuǎn)向角度。這樣會使全掛車出現(xiàn)行駛不穩(wěn)，掛車左右晃動的現(xiàn)象，可能會引發(fā)交通事故，造成交通堵塞，財務(wù)損失甚至人員傷亡。 因此，結(jié)合各種考慮，轉(zhuǎn)盤軌道中可使用圓錐滾子，如圖 239所示。 B 轉(zhuǎn)盤的下盤設(shè)計 圖 239 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置設(shè)計示意圖 3 此次設(shè)計的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向裝置分為上盤和下盤兩部分，均為圓環(huán)狀，在圓環(huán)內(nèi)側(cè)各自設(shè)有半個軌道，裝配后合并成一個傾斜的圓形軌道，在內(nèi)側(cè)設(shè)有一個方形開口用來裝卸滾子，并用一塊薄片封擋。除此之外，內(nèi)側(cè)設(shè)有油道用于注射潤滑油，使轉(zhuǎn)向裝置能夠正常運行工作。上盤與車架焊接相連，下盤與中間連接裝置焊接相連。在全掛車轉(zhuǎn)向過程中，下盤隨車軸的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，由此帶動掛車的轉(zhuǎn)動，以此來達到轉(zhuǎn)向的目的。 第四節(jié) 牽引架總體設(shè)計 為了保證自由轉(zhuǎn)向，多節(jié)組合汽車列車（掛接鉸接牽引桿掛車的載貨汽車）牽引車與掛車之間的間距至少在 1700mm 以上。帶中置軸掛車的汽車列車采用牽引點下遠(yuǎn)后置的剛性牽引桿時（掛接點緊靠牽引車后橋），當(dāng)直線行駛時，其貨箱之間的間距只有 700mm。 圖 241 牽引架 牽引架 （圖 241） 是牽引車與全掛車之間的聯(lián)接構(gòu)件總成。據(jù)國標(biāo) GB4781— 84標(biāo)準(zhǔn)，牽引架長度與離地高度需符合以下要求： （ 1）牽引架在垂直平面內(nèi)的允許擺角不小于 160176。 — 180176。 （ 2) 牽引架的長度為 1500— 1800mm， 重型全掛車為 1800— 2300mm。 （ 3）離地高度為 600— 900mm， 大噸位 650— 1100mm。 (4) 牽引架上牽引桿的擺動角 ， 包括回轉(zhuǎn)角 、 縱擺角 、 側(cè)擺角 、 水平間隙角以及牽引裝置的前置角（矩），掛車前端回轉(zhuǎn)面距離等，參見 GB4781— 84的規(guī)定。 牽引架的長度直接影響全掛汽車列車的機動性和穩(wěn)定性。當(dāng)汽車列車行駛與坡道或彎道時，牽引架產(chǎn)生傾斜，牽引力將以一定角度傳給全掛車，不利于全掛車牽引力的傳遞。適當(dāng)增加牽引架的長度可以減少傳力角度，但牽引架過長會增加其本身的質(zhì)量， 而且不利于轉(zhuǎn)向和倒車。所以，設(shè)計全掛車牽引架時，應(yīng)在牽引汽車與全掛車在各種行駛狀況下互不干涉的前提下，盡量短一些。牽引架的長度約為全掛車車廂的 70%左右，一般為 15001700mm。 牽引架的擺動角包括回轉(zhuǎn)角、縱擺角、側(cè)擺角?；剞D(zhuǎn)角決定汽車列車的機動性，縱擺角和側(cè)擺角表征汽車列車在地形陡變的不平道路上行駛的可能性，通常稱為汽車列車的撓曲性。它主要取決于牽引連接裝置。鉤扣式和球鉸式的撓曲性都較好。 吉林大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 GB478184中對牽引架擺動角規(guī)定如下： 回轉(zhuǎn)角是指琴音連桿在一個通過連接點，平行 于牽引汽車縱軸線的平面內(nèi)，圍繞連接點轉(zhuǎn)動時所形成的角度。它直接影響汽車列車的機動性。為保證汽車列車的順利轉(zhuǎn)向，牽引鉤必須保證牽引桿的回轉(zhuǎn)角不小于 75176。 縱擺角指牽引桿圍繞一個通過連接點與牽引汽車水平軸線所形成的角度。它直接影響著汽車列車的縱向撓曲性。牽引桿的縱擺角不得小于 20176。有的柱銷式牽引連接裝置中設(shè)有水平鉸鏈，以增大其縱擺角。 側(cè)擺角指牽引桿圍繞一個通過連接點與牽引汽車水平面所形成的角度。它直接影響著汽車列車的橫向繞曲性。該角度應(yīng)不小于 25176。 為了方便更換損壞的牽引架，主要尺 寸在 DIN74040【 3】 中做了規(guī)定。主要有牽引架長（ 1800mm、 2100mm、 2200mm 和 2400mm）、鉸銷中心間距（ 900mm、 980mm、1100mm 和 1200mm）、銷孔寬度和銷孔直徑（ 70mm/26mm,80mm/28mm 和 100mm/30mm）。牽引架長度與掛車