【正文】 量之分，圖43和圖44僅給出了輪對向一個方向橫動時的機車一系橫向剛度的變化情況。 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。這樣，輪對一有橫動，就受到了這套全懸掛驅(qū)動裝置的橫向彈性約束。因而，即使車軸與軸箱之間設(shè)有自由橫動量，但由于受到這套全懸掛驅(qū)動裝置的橫向彈性約束，實際上輪對已不存在自由橫動量，即當輪對相對于構(gòu)架的橫動量小于車軸與軸箱間的自由橫動量時，機車一系橫向剛度就等于這套全懸掛驅(qū)動裝置彈性機構(gòu)的橫向剛度。 剛度分析的結(jié)論根據(jù)前面的分析探討，可以簡單地歸納為以下幾點：（1）轉(zhuǎn)向架橫向剛度的內(nèi)在含義是輪對相對于構(gòu)架的橫向定位剛度，它的大小反映了輪對在輪軌動力作用下相對于構(gòu)架橫向竄動時所受到的橫向約束程度。（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。因而在計算某一轉(zhuǎn)向架橫向剛度時，要綜合考慮各種因素對它的影響，尤其要注意軸箱軸承的具體結(jié)構(gòu)。（3）新、老軸箱軸承對轉(zhuǎn)向架橫向剛度具有不同的影響。采用老軸承的機車，每軸的橫向剛度就等于每個軸箱的橫向剛度；而采用新軸承的機車，端軸的橫向剛度為每個軸箱橫向剛度的兩倍，三軸轉(zhuǎn)向架中間軸的橫向剛度就等于每個軸箱的橫向剛度。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。5. 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架有限元強度分析 有限元計算模型和載荷基于構(gòu)架的結(jié)構(gòu)特點，將其離散成實體類和板殼類兩類單元。其中軸箱導框、心盤等以四節(jié)點實體單元離散，兩側(cè)梁、橫梁及所有隔板用四邊形和三角形板殼類單元離散。通過計算機自動離散及局部的人工干預，DF4型機車轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架共離散成14864個節(jié)點，2310個實體單元，三角形和四邊形板單元共計29157個?？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。構(gòu)架垂向、橫向及縱向載荷均作用于心盤面上及其附近，斜對稱載荷作用于兩側(cè)梁最外端。構(gòu)架計算載荷參照《鐵道車輛強度設(shè)計和試驗鑒定規(guī)范TB1335－1996》，須模擬垂直靜載荷、垂直動載荷和側(cè)向力的不同組合。為更全面地分析構(gòu)架受力工況，還考慮了偏載和縱向載荷。 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)。因此，構(gòu)架的有限元計算總共考慮如下5個計算工況：計算工況1 垂直靜載荷；計算工況2 垂直靜載荷+垂直動載荷+側(cè)向力+斜對稱載荷；計算工況3 垂直偏載+垂直動載荷+側(cè)向力+斜對稱載荷；計算工況4 垂直靜載荷+垂直動載荷+側(cè)向力+縱向力+斜對稱載荷；計算工況5 垂直靜載荷+垂直動載荷+超常縱向力+斜對稱載荷。將構(gòu)架劃分成有限的n段，當n足夠多時，第i段可近似為等截面直桿進行求解。各段之間進行鉸接點連接。由于第i單元近似為等截面直桿，由材料力學可知：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）㎡。構(gòu)架在靜載荷作用下（第1計算工況）的結(jié)構(gòu)整體變形，出現(xiàn)在構(gòu)架的橫梁中央的下蓋板上（心盤中心位下方）；，出現(xiàn)在構(gòu)架外端的彈簧承載為中心(彈性約束位)，構(gòu)架內(nèi)端的彈簧承載位中心(彈性約束位)。由計算可知，。構(gòu)架結(jié)構(gòu)變形主要為垂向變形。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。TB/T1335－1996 規(guī)定，計算復雜應(yīng)力構(gòu)件時，需求當量應(yīng)力（Von Mise 應(yīng)力），此應(yīng)力不得超過許用應(yīng)力。當量應(yīng)力的計算公式為σeσe=σ1σ1 +σ2σ2 +σ3σ3 σ1σ2σ2σ3σ1σ3 式中σi為主應(yīng)力（i=1，2，3），單位 MPa第1至4個計算工況均認為是運營載荷工況,當量應(yīng)力應(yīng)小于許用應(yīng)力216MPa。第5計算工況認為是超常載荷工況，當量應(yīng)力應(yīng)小于許用應(yīng)力293MPa。 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量應(yīng)力（即Von Mises應(yīng)力）如表51所示。表51 5個計算工況下構(gòu)架最大應(yīng)力最大當量應(yīng)力(MPa)最大當量應(yīng)力位置計算工況上表面中表面下表面1近下心盤邊的橫梁上蓋板上2191近下心盤邊的橫梁上蓋板上3197194魚腹位的側(cè)梁上下蓋板上4182近下心盤邊的橫梁腹板上5215212208近下心盤邊的橫梁腹板上 強度分析的結(jié)論（1）所設(shè)計的DF4型機車的轉(zhuǎn)向架達到了100km/h運行方案[12]，軸箱懸掛采用兩極剛度，采用常接觸式彈性旁承，以提高快運軌道平車的動力學性能；（2）運行載荷下,構(gòu)架最大當量應(yīng)力197MPa,未超出C3或A3鋼的許用應(yīng)力216MPa 的標準。超常載荷下，最大當量應(yīng)力215MPa，未超出許用應(yīng)力293MPa的標準,能滿足轉(zhuǎn)向架在100km/h運行時的強度需要。結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)全部完成，所設(shè)計出的DF4型機車的轉(zhuǎn)向架原理是正確的，達到了指導老師給我們這個的課題目的，很好的完成了任務(wù)書上的的所有要求，并且按時的按照計劃書上的進度完成了畢業(yè)設(shè)計。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。對轉(zhuǎn)向架進行強度分析和校核時很多知識是純理論，做的不夠精確，對構(gòu)架進行有限元分析時實驗存在很大的誤差。通過這次設(shè)計更加明白了三維設(shè)計不僅為了直觀，更重要的是為了貫徹設(shè)計思想，提高設(shè)計效率。學會了在實踐中學習，更好的掌握了幾何學、機械制圖、材料學、公差和配合、機構(gòu)學等，讓我對以前沒有弄明白的知識重新學習并且掌握，了解部分工藝過程。這讓我們對書本上的純理論知識更加的理解。在作圖的過程中對三維設(shè)計軟件更加熟練，更深刻的明白三維設(shè)計是對零件加工過程的計算機仿真，可以充分發(fā)揮設(shè)計人員的創(chuàng)造力。只需要在計算機上就可以對所設(shè)計的零部件進行校核，以及強度分析，減小了一些實驗材料不必要的損耗。設(shè)計過程中遇到的問題在老師的精心指導下全部有效的完成，這次畢業(yè)設(shè)計讓我學到了以前沒有的知識，以及老師認真負責的態(tài)度和嚴謹?shù)乃季S方式將會讓我在以后的工作中受益無窮。致謝本設(shè)計和論文是在導師朱喜峰老師的親切關(guān)懷和精心指導下完成的，從設(shè)計的選題研究到論文的撰寫定稿，都得到了導師精心細致的指導。在設(shè)計階段，從導師那里學到思考問題的方法，更學到嚴謹治學積極進取的科研精神和人生態(tài)度。導師嚴以律己、寬以待人、學識淵博、視野開闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。其精辟透徹的見地，發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的方法，以及不斷對新領(lǐng)域新方法探索研究的精神，都將使我受益終身，都是我應(yīng)當學習和培養(yǎng)的。在此虔誠地祝福導師合家歡樂、一生平安！同時，也將祝福送給每一位老師和我的同學們。感謝我的家人對我的學業(yè)給予了極大的鼓勵與支持。尤其是我年老的父母，全力支持我，為我操碎了心。對在過去的四年里無論在學習上還是在生活上給予了我無微不至的悉心關(guān)懷的機電學院的各位領(lǐng)導和老師致以崇高的敬意！同時感謝學校領(lǐng)導和老師給我這次鍛煉的機會，從中學到了很多東西，也包括一些做人的道理，這都是從課本上無法學到的。我衷心的感謝您們老師和母校。參考文獻：[1] [M].北京:中國鐵道出版社,1983.[2] 孫竹生,[J].北京:中國鐵道出版社, 1995.[3] [J].北京:中國鐵道出版社.[4] [J].北京:人民鐵道出版社,1975.[5] 宋風書,[J].鐵道車輛,2000.[6] [J].內(nèi)燃機車,.[7] [J]. [8] 三維設(shè)計及應(yīng)用教程[J]. 機械工程出版社[9] [J].內(nèi)燃機車,.[10] .[11] [J].北京:中國鐵道出版社[12] [J].鐵道車輛,.35