30吨轴重货物列车转向架总体设计说明书

学士学位论文30吨轴重货物列车转向架总体设计姓名学号院系专业指导教师二〇一肆年月日学位论文原创性声明本人所提交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的原创性成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中标明。本声明的法律后果由本人承载。论文作者（签名）：指导教师确认（签名）：年月日年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解长沙职业技术学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙职业技术学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在_______年解密后适用本授权书。（论文如无需保密，则删除此行）论文作者（签名）：指导教师（签名）：年月日年月日ABSTRACTThedevelopmentstatusandprospectsoffreighttrainbogiesathomeandabroadarebrieflydescribed.Throughthecollectionandanalysisofdata,fromtheperspectiveofthemechanicalstructurecompositionofthefreighttrainbogiesandthestrengthofthebogieunderloadconditions,thestructuralformsandfunctionalprinciplesofthefreighttrainbogiesareanalyzedandcompared.Structuralprinciple,choosetheeconomicalandreasonableoveralldesignschemefortheoverallstructuraldesignofthefreighttrainbogieandthedesignofthedriveinstallation,suspensiondevice,vibrationdampingdeviceandotherparts,focusingonthecalculationandselectionofthestructure,materialselectionandstrengthoftheoveralldevice.Designtheoverallstructureofthefuselagereasonably.Achieveefficientandconciseresults,thestabilityoftheentiremechanismishigh,andtheoperationisstable.Selectthematerialofeachpart.Underthepremiseofsatisfyingthefunction,thestructureiscompact,theworkisstable,andtheuseandmaintenanceareconvenient.Checkthestrengthandstiffnessofkeytransmissionpartstomeettheworkload.Thematerialselectionofeachcomponentisconsideredtobelightweightandeconomical,andmeetstheloadrequirements,reflectingtheeconomicandpracticalityofmechanicalmanufacturing.Andcomputerdrawingsoftwareisusedtodrawassemblydrawingsandmainpartsandpartsdrawings.Theresearchonfreighttrainbogiesandrelatedequipmentisofpositivesignificance.Keywords：Bogie；traction；braking；intensity

目录第1章绪论 111.1课题研究背景与意义 121.2国外货物列车转向架研究现状 131.3国内货物列车转向架研究现状 141.4货物列车转向架发展前景 141.5设计任务 151.6本章小结 16第2章总体结构设计 172.1货物列车转向架设计原则 182.2转向架总体结构设计 18第3章主要零部件设计 193.1构架设计 203.2轮对轴箱装置设计 213.2.1轮对 213.2.2轴箱悬挂 223.3二系悬挂装置设计 243.4驱动装置计算选取 253.5基础制动装置设计 263.6本章小结 27第4章强度计算 284.1载荷工况计算 294.2超常载荷工况下的计算载荷 324.2.1垂向试验载荷 334.2.2横向试验载荷 334.2.3扭曲试验载荷 344.3正常运营载荷工况下的计算载荷 354.3.1垂向载荷 354.3.2横向载荷 364.3.3扭曲载荷 374.4载荷工况计算 38第5章性能评估及优化设计 385.1评价标准 395.2转向架压力研究 395.3转向架优化建议 40结论 41参考文献 41致谢 41附录 42

第1章绪论1.1课题研究背景与意义随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，环境保护与交通运输发展的关系不断扩大，人们对延长时间、提高运输质量提出了越来越高的要求。提高火车的速度已成为一条铁路。因此，为了改善运输能力与运输需求的矛盾，实现可持续发展，高速铁路在全国范围内得到了发展。高速转向架是高速货车的关键技术之一。其性能直接关系到列车的安全性、可靠性和舒适性。随着中国高速铁路的快速发展，时速350公里以上的京沪高速铁路已逐步与中国签订高速铁路建设协议，进入了中国走向世界的辉煌时代。事实上，只有两条基本原则适合高铁的生活环境。二是确保高速铁路的建设、运营和维护。随着城市化进程的加快和人们物质文化生活水平的提高，人际交往将进一步扩大，显示出旅客需求的巨大潜力。然而，随着社会步伐的加快，时间的价值越来越强。高速货物运输是经济社会发展的必然结果.2004年，按照国务院"引进先进技术、联合设计、联合生产、打造中国品牌"的方针，铁道部在国内创新的基础上，从国外引进先进高速铁路技术，取得了丰硕成果。2007年4月18日，随着货运车的引入，现有电缆路实现了第六次大规模铁路提速。列车最高时速为250公里/小时，是世界上现有线路中速度最高的列车。目前处于消化吸收阶段;2008年8月1日，为配合北京奥运会开幕，时速350公里的京津城际高速铁路启动高速列车时速300公里，其中时速250公里的货运车已升级为350公里/小时，这是一个创新阶段。目前，京沪高速铁路将每1300公里建成一条，2012年投入运营。卡车是具有自主创新功能的高速列车。设计时速380公里/小时，连续时速350公里/小时，测试速度400公里/小时以上。2004年1月，中国政府发布了中长期铁路网规划，明确了中国铁路网的长远目标。根据规划，到2020年，时速200公里以上的高速客运专线将达到1.2万公里，2008年国务院将调整为1.8万公里。公路网包括"四纵四横"专用客运专线和三个城市间客运系统。截至2010年2月，10条高速铁路专用客运专线已建成投产，总长3968公里。正在建设8条客运专线，总长3178公里;计划建设20条客运专线，总里程11，095公里。届时，总里程将达到1.8万公里，中国将成为名副其实的高速铁路国家。随着高速铁路的快速发展，高速货车的发展也必须跟上时代的步伐。博吉是机车最重要的部件之一。其结构是否合理，直接影响车辆的运行质量、动态性能和驾驶安全。因此，高速卡车的发展基本上是转向架技术的创新。世界高速列车和现代城市轨道车辆的迅速发展，与转向架技术的进步和发展密切相关。可以毫不夸张地说，转向架技术是"轮轨接触驱动现代机车"生存和发展的核心技术之一。由于不同国家铁路发展的历史和背景不同，技术条件也不同，不同国家所研制的高速转向架类型也存在较大差异。然而，在设计原则和实践经验上，高速转向架的形式与许多相似之处，如空气弹簧悬架系统的使用、非磨损轴箱弹性定位、盘式制动器为基础的复合制动系统等。2006年以来，和谐大功率交流传动机车诞生并大规模使用，标志着我国铁路机车行业直接电流交流传动改造的成功实现。机车技术平台已达到世界先进水平。制造业现代化发展进入了一个新的历史阶段。和谐型大功率交流传动机车具有牵引性能优越、功率大、粘附利用率高、起动加速性能好、可靠性高、节能减排好等特点。效应，代表了世界先进铁路机车的发展方向。和谐大功率交流传动机车是铁路重载货物运输的亮点，极大地释放了运输能力。在现有的繁忙干线上，实现了5500~6000吨重运输列车的单机牵引。专门用于从大同到秦皇岛的煤炭运输。1万吨、2万吨的牵引单轨、双轨重轨列车的实现，极大地促进了国民经济的发展。在"先进、成熟、经济、适用、可靠"的指导下，以"快速扩大铁路运输能力，快速更新技术装备，加快实现铁路现代化"铁道部，中国铁路机车制造工业得到了发展。和谐系列大功率交流驱动电力机车和内燃机车包括单轴功率1200千瓦六轴、8轴货运电力机车和单轴功率1600千瓦六轴货运电力机车和6000马力低排放内燃机车。从系统集成技术、交流驱动技术、网络控制技术、超载、超载制动车体和转向架技术、人机工程技术、节能环保技术引进和谐大功率交流驱动电力机车和内燃机车，动力控制柴油技术已达到世界先进水平。车轴重量2lt及以上，单线年产能2000万吨及以上。1994年，国际超载协会会议修订了标准：列车重量至少5000吨，达到或超过25吨车轴负载，国际超载协会在巴西2005年agm修订标准（适用于新应用成员：列车重至少8000吨，车轴载荷（计划）为27吨及以上，线路面积至少50公里，l这一单能力超过4000万吨。重载运输的主要方式：单位列车：固定列车组，单型货物，大而集中的运输，以北美铁路为代表，装卸码之间。联合列车：以俄罗斯为代表的两列或两列以上普通列车相互连接并合并，将几列普通列车的运行时间间隔缩短为零。全运列车：单列或多辆重型运输车辆，混合使用不同型号的装载机，在中国运营。1.2国外货物列车转向架研究现状世界铁路以"重货运、高速客运"为主题，发展迅速，重货运技术已被公认为铁路货运的发展方向。自1978年第一次国际重运输会议召开以来的23年中，重型运输经历了从概念到蓬勃发展的不断的技术进步过程。美国、澳大利亚、巴西和瑞典等促进重型运输的国家，铁路劳动生产率有了大幅度提高。目前，重运输的使用已扩展到世界上几乎所有铁路大国，开启了重运输的新时代。转向架是高速货运汽车的关键技术之一，可追溯到19世纪中叶。转向架的应用不仅提高了卡车的运行速度，而且使车辆具有良好的弯道通过性能和舒适性。早期的转向架主要是铸钢结构或铆接钢板结构。第一悬架采用导架轴箱和叶弹簧法。轴承是普通轴承。中央悬架为叶弹簧和枕头结构。它用于携带和传输纵向力。最基本的制动器是胎面制动器。随着制造水平的提高，转向架开始采用焊接构架结构。20世纪20年代，一种具有摇动台结构的转向架开始出现，有效地降低了双系统的横向刚度，大大提高了车辆的横向动态性能。20世纪50年代以后，卡车制动器、履带制动器和防滑装置等新技术开始应用于卡车，为提高卡车速度奠定了基础。之后，空气弹簧和中心销取代了传统的芯板结构，进一步提高了车辆的动态性能。20世纪70年代以后，无枕架开始出现，使转向架朝着轻量化、模块化、无磨损、高舒适的方向发展。进入90年代，开始采用磁涡式制动，不仅消除了磨损，降低了噪音，而且大大提高了制动效率。在第二次世界大战之前，几乎所有的法国铁路旅行车都使用法国铁路旅行车。转向架采用传统的铸钢构架，第一悬架为轴箱导轨架和平衡梁结构。在枕头模式下，轴承方法是摩擦侧轴承和芯板的组合。在此基础上，法国国家铁路公司设计了最高时速为140公里的Y16转向架，并开发了Y20、Y24和Y26转向架。其中，Y26转向架首次使用，最高时速为180km/h的空气弹簧于1968年投入使用。基于上述转向架经验，SNCF于1967年开发了Y30转向架。转向架有一个新的结构：带一系列悬架层压的刺骨橡胶，中心悬架用高圆形钢弹簧和中心销。同时，南钢还开发了最大测试速度为230km/h的Y28和Y207转向架，并在此基础上研制出适合200km/h的新一代Y32转向架。第一个悬架由橡胶接头摆动臂定位。中央悬架采用高圆形钢弹簧、水平液压减震器、垂直液压减震器、枕头和防轧扭转杆。基本制动器为盘式制动器和磁轨制动器。为了减少转向架点头和横向运动对车身的影响，牵引装置采用钢丝绳连接。Y32转向架自1973年量产以来一直是SNCF的主要转向架，并批量出口到其他国家。20世纪70年代以后，法国开始开发TGV高速列车和Y229转向架。法国TGV由集中牵引和铰接供电。为此，法国为第一代电视拖车开发了Y231转向架，为电视拖车开发了Y237转向架。转向架采用h型焊接构架，第一悬架位于橡胶接头滚筒，中央悬架为大容量高柔性空气弹簧、横向液压减震器、纵向液压减震器、防卡和滞后液压减震器、防滚动扭转杆和z型牵引杆牵引装置，基本制动装置为盘式制动器。Y237转向架具有3米大轴距和1：40锥形胎面，具有出色的防蛇稳定性。法国TGV高速转向架继续改善铰接式转向架结构，转向架也朝着轻量化方向发展，但其车轴重量仍保持在17t左右。图1-1TGV动车转向架德国第一台卡车标准转向架于1890年开发。转向架采用锻造铆接构架。第一个悬架是轴箱导轨架和叶弹簧。中央悬架由中央叶弹簧、回转枕、摩擦侧轴承和心形板组成。在此基础上，在20世纪30年代，德国还开发了Grlitz系列转向架，最高时速为160公里/小时。为了解决车轴箱导轨架的磨损问题，德国铁路公司于1939年开始开发新的明登2Deutz转向架。转向架采用h型焊接构架。第一个悬架是双线圈弹簧双拉板定位装置。中央悬架由回转台、钢圆弹簧、枕头、摩擦轴承和芯板组成。两侧都有牵引杆。转向架建于1949年，经过路线评估测试。它最终被确定为MD32标准转向架。从那时起，它已被改造为10多个MD系列转向架，如M36根据不同的要求，其中一半以上销往国外。同时，GrlitzV转向架于1958年研制成功。其结构与MD32基本相似，只是第一悬架的双板定位改为橡胶柱定位。为了确保德国在高速铁路领域的地位，1972年，联邦政府投资5亿马克对高速列车进行了初步研究，包括开发世界上第一个滚动振动试验台和动力学模拟软件MEDYNA。经过近六年的设计和施工，慕尼黑试验台于1980年完工。试验台可在实际轨道扰动条件下对机车和车辆进行线性和曲线动力学模拟和模态分析。最高测试速度为500公里/小时，是世界上滚动振动试验台最完整的。新型转向架的开发提供了强有力的手段。图1-2MD530型转向架在1974年成功开发MD52转向架的基础上，德国联合公司旅行车在20世纪80年代初开发了md52-350原型转向架，1991年投入使用的第一代ICE高速车被改装为MD530车型。列车最高时速为280公里/小时，第一套转向架悬架采用双线圈弹簧单向双层拉板定位。中央悬架由回转台、回转枕、摩擦侧轴承和中心销组成。为了保证其可靠性，中央悬架仍采用钢质圆形弹簧，枕头纵向定位使用橡胶垫座，车架两侧均配备耐磨板，牵引传动采用中心销。除了支持车身的垂直负载外，MD系列转向架的侧轴承还提供转向扭矩，以代替传统的蛇阻。为了确保枕头和车架之间的扭转刚度和转向架的纵向振动不会传递到车身，枕头通过扭转杆和扎带连接到转向架构架。为了进一步提高MD530转向架的动态性能，在20世纪90年代初，曼恩成功地开发了轮对耦合辅助转向架和独立旋转轮对转向架，这两种都采用了碳纤维的轻构架和高速转向架的空气弹簧。1992年，DB组织开发新一代冰空气弹簧高速转向架，并通过生产线动态测试比较确定厂家。除了这两种选择之外，瑞士、奥地利和德国的公司还提出了七种方案，这些方案通过了德国铁路系统动力学测试。奥地利sgp-400转向架被选为冰-2的最终解决方案。1995年，德意志银行与日本东日本铁路公司达成协议，以德国塔尔博特和日本住友公司提供的b-5003转向架为基础，开发新一代高速转向架。转向架在内部支持，总重量仅为4300kg。它目前是世界上最轻的高速卡车转向架，最大测试速度为450公里/小时。随着ICE3高速列车和IDict高速列车的发展，ICE高速转向架在第一、二系列悬架中具有主动半主动和主动控制的趋势。图1-3ICE3货车SF500型转向架日本对高速机车的系统研究和测试始于二战后，但发展迅速。到目前为止，已经开发出10多列高速列车和近40种转向架。与欧洲国家不同，日本一直在分散地发展高速列车。日本高速转向架的发展可以分为三个阶段：第一阶段是高速铁路开通前的研究和试验过程。第一代DT200高速转向架研制成功，最大运行速度为220公里/小时。中央悬架由空气弹簧、横向液压减震器、纵向液压减震器、防辊扭转杆和回转枕组成。二期工程是1992年研制的300系列DT203新干线高速转向架，最大运行速度为270公里/小时。转向架由双线圈弹簧和橡胶导轨悬挂。为了减少未悬挂的质量，采用了铝合金轴箱和空心轴。中央悬架为非摇摆结构，由气弹簧、水平液压减震器、垂直液压减震器、低单牵引杆和中心销组成。近年来，日本一直致力于开发第三代高速转向架，目标运行速度为300公里/小时至350公里/小时，并开发独立的车轮转向架和主动悬架转向架。由西日本铁路客运公司研制的希望500系列高铁三洋新干线于1997年初投入运营。该车采用WDT系列转向架，最大运行速度为300km/h。与300系列DT203高速转向架相比，第一套悬架的动臂是动臂定位、双圆弹簧和橡胶的定位，以及双圆弹簧和单拉板的定位。值得一提的是，希望高速列车的速度和平均速度都比法国TGV和德国ICE都快。同时，由东京铁路客运公司研制的300X高速列车和东日本铁路客运公司研制的STAR21高速列车也投入运营。300X采用DT205转向架，其结构与300系列相似，最大运行速度为350km/h。STAR21采用350km/h的最高速度。700系列于1997年底投入使用，是原始机型的改进。转向架基于500系列，具有具有可变阻尼孔的非线性空气弹簧。图1-4500系列WDT250型转向架纵观日本高速转向架的研究，所开发的转向架类型和采用的新技术类型是任何其他国家都无法比拟的，并保持其固有的特点。在转向架中，其结构和制造工艺与欧洲不同。日本是第一个采用空气弹簧的国家，也是第一个调整空气弹簧阻尼孔尺寸以取代第二系列垂直液压减震器的国家。它还是最早采用不支持的转向架的国家之一。减重高速转向架一直是新转向架发展的目标。日本的高速转向架和身体在减肥方面一直领先于世界。一般来说，随着日本高速列车运行速度的提高，转向架转向架进一步简化结构，发展到减重、车轴减重、无轴质量减重、主动半主动或主动控制。与法国、德国相比，虽然早期开发了高速转向架，但BT10型转向架发展到上世纪70年代，最高时速为200公里/小时，转向架悬架用于动臂定位和横向操纵杆，中央悬架由传统的圆形钢弹簧、台式设置、支撑式、侧轴承和中心销组成。由于BT10转向架的性能限制，来自瑞士SIG公司的BT41转向架用于后来的英国IC225高速卡车。意大利是一个山国，所以它使用钟摆火车来提高火车的速度。ETR450钟摆列车于1988年投入使用，最高时速为250公里/小时。ETR500于20世纪80年代初开发，1992年后投入使用。最高运行速度为275km/h，第一套ETR500转向架为单顶弹簧和双杠杆定位，第二套为高圆弹簧和回转枕头、扭转牵引杆和中心销。SwissSIG是欧洲机车车辆制造商中唯一的专业转向架制造商，在欧洲拥有各种速度等级的转向架。转向架具有一系列悬架动臂定位功能，中央悬架由气弹簧、水平液压减震器、垂直液压减震器、防辊扭转杆、z形牵引杆和回转枕组成。北美是第一个发展重型铁路运输的地区。由于重型运输技术的蓬勃发展，1999年北美水平铁路（即，单位经营成本吨公里周转率100指数比1980年提高171，平均货运能力提高15.1%，事故率下降15.1%64%，运营成本下降65%（10亿吨公里），货运在北美的市场份额从1980年的37.5%上升到1999年的40.3%。北美主要货运收入目前处于创历史新高。澳大利亚有16家私营铁路公司和4家国有铁路公司。重型运输占澳大利亚国内生产总值的1.7%，年运输价值达70亿美元。煤炭运输占铁路货运总量的37%，矿石运输占39%，年货运量5.45亿吨。重货运占澳大利亚货运市场的40%，并可能增长到50%。年增长率约为4.5%（高于2000年之前的3.3%）。澳大利亚东昆士兰铁路：一条1万公里的窄轨铁路，其中2028公里为煤线。2008年，煤炭运输量为3.0亿吨/年，年收入36亿元。澳元。西澳大利亚铁矿铁路：标准规格，1.4亿升/年。KRN必和必拓纽曼线427，必和必拓黄金线205公里，铁锤，线路386公里，罗比河线203公里，西澳铁路平均重量35吨，正发展40吨，平均时速75公里/小时，必和必拓-纽曼超载电路：平均质量牵引编组（300-336），45000吨回转时间28小时，劳动生产率6000万吨/人，世界铁路第一。必和必拓于1980年开始运营重型列车。2000年，燃料消耗下降43%，劳动生产率提高5倍，机车利用率提高36%，轮轨使用寿命提高3-5倍，利润达500亿澳元。铁矿石出口每年从8060万吨到1亿吨不等，其中23%出口到中国。澳大利亚新的南北单轨干线达尔文干线将耗资13亿美元，三年内完工。2004年1月通车，全长1420公里，最大坡度12%，最高时速15公里。瑞典在挪威北部-瑞典单矿铁路（LKAB）在52个编组作业25吨轴载荷，997年前，总重量为5200吨的火车重型列车，车轴负荷开始增加到301997吨，2000年购买Adtranz35t轴负载和功率5400千瓦的三轴向子转向架驱动电力机车和南非30吨新开坑矿机车轴负载，并开始运行30t轴负载，共740米、68车、8500吨重载列车，运输成本降低35%，年运输量由2000万吨/年增加到3000万吨/年。巴西的主要重载铁路，由CVRD南部运营，包括：892公里的重载线，宽轨（1600毫米）单线，330列火车，3.2公里长，30吨车轴重量，超过39吨的牵引重量，这是南美洲，甚至整个美洲最重的重型列车。截至2009年底，中国共采购了13263辆卡车，平均时速为80公里。铁矿石年出口量2亿吨，周转时间58小时。米纳斯重运铁路905公里（单线359公里，双线546公里），窄轨（1000毫米），年运输能力9800万吨/年，平均时速70公里，装卸能力5000万吨/年，周转时间47小时。所有岩石提卡重型运输铁路：7，228公里，其中231公里是双轨（窄轨1000毫米和标准表），目前有1，814辆卡车。年销售量：2004年粮食年产量9472万吨，其他粮食年5307万吨。该公司计划在2009年购买5000辆卡车。瑞典LKAB矿铁路：瑞典-挪威铁路于1888年建成，轴重Lt.2000年，重载列车8000吨，轴重30吨，增加30%。所有混凝土桥均采用50kg导轨进行测试，可用于30t轴装载列车。LKAB每年出口2000万吨铁矿石。俄罗斯铁路货运量年均增长8%-11%，周转量达到18530万公里，占国内货运市场的80%，电气化率为48.5%。30t轴重（TT30型卡车）和全国列车平均牵引质量为3608吨。印度全国铁路通车63122公里，国内生产总值年均增长7-8%，铁路货运量年均增长64%，货运年增长率为6.5%。到2010年，铁路已投资55亿美元，几条新的重运输线路正在建设中。2008年，煤炭出货量为3.69亿吨。德里-加尔各答-孟买黄金走廊开通了时速100公里的重型列车，年货物周转量为1249亿公里/小时。加拿大有57，000公里的铁路。中国有两大铁路公司，中国铁路公司和中国铁路公司，两者合计拥有4万多名员工。经过大运输，铁路占货运市场的30%，占总货运量的40%。2002年收入为61亿美元。典型的加拿大单位重型列车：1243×4400马力交流传动机车，33吨货车车轴重量，16000吨牵引质量，平均时速70公里/小时，最高时速85公里/小时。典型的加拿大重型集装箱列车：2×4400马力交流驱动柴油，9000吨列车，50%双集装箱平，货运1.6美分每公里，平均时速75公里/小时，最高时速100公里/小时。重运输代表了铁路货运领域的先进生产力，已成为许多国家追求的目标。1.3国内货物列车转向架研究现状中国有三种类型的重型列车：单位、列车和组合。重运列车主要运行在专用重运煤炭铁路（大秦线、朔黄线等）。牵引重量一般为6000t和10000t，牵引功率主要为SSa（4800kw）和SS4（6400kw）电力机车。密集、重型列车通常运行在繁忙的干线上，特别是自1997年第一次大提速以来。北京-上海、北京-广州和京哈哈等繁忙干线已开通大量快速货运列车，以降低运输和中转能力。5000吨重运输列车已全面投入运营，取得了显著的经济效益和社会效益。重型列车牵引功率主要包括：SS4（6400千瓦）、SS7（4800kw）、SSa（4800kw）电力机车、DF8（2720千瓦）、DF4DH（2425kw）、DF4c（26165kw）内燃机车等。为了满足卡车加速的需要，国内几家卡车厂于1990年开始开发时速160公里的准高速卡车转向架，并命名为209HS、206KP和cw-2，主要用于25Z和25K卡车。自20世纪90年代中期以来，中国发展了高速转向架。研制的cw-200转向架已投入运行，最高时速为200公里/小时，在此基础上，开发了cw-300高速转向架。同时，在引进日本技术的基础上，研制了时速220公里的sw-220转向架，研制了sw-300高速转向架。转向架在该国首列高速列车上进行了测试，最高时速为321.5公里/小时。1992年，中国第一条电气化重运线——大秦线开通。随着国民经济的快速发展，大秦线原有的设计能力已远远不能满足交通增长的需要。铁道部决定通过开行2万吨重载列车，大幅度提高大秦线的运力。原有的机车车辆设备已不能满足铁路运输日益增长的需求。为此，2000年1月，国务院批准了《中国铁路网中长期规划》，确定到2020年，繁忙的铁路线将投入运营。已建成10个大型煤炭基地，产能达20亿吨。我们的主要技术和设备达到或接近国际领先水平。自1958年以来，株洲南车电力机车有限公司先后开发了SS1、SS3、SS3、SS6、SS6B客货电力机车和SS3B重新连接、SS4、SS4B、SS4C、HXD1、HXD1B和HXD1C机车。1992年以来，大同北河电力机车有限公司先后研制了SS7客货电力机车和SS7B、HXD2和HXD2B货运电力机车。今年以来，中国大连机车车辆有限公司已开发出HXD3和HXD3B货运电力机车。SS1、SS3、SS3B、SS6、SS6B和HXD1B、HXD1C、HXD2B、HXD3、HXD3B机车为c0-c0。轴型，使用C0转向架;SS4、SS4改装、SS4B、SS4C、HXD1、HXD2机车，适用于2（b0-b0）轴型、B0转向架;SS7和SS7B机车具有b0-b0-b0轴和B0转向架。表1-1几种货车转向架的主要参数的比较转向架形式转8A转K5转K6轨距（mm）143514351435最高设计速度（Km/h）100120120基本结构模式三大件式三大件式三大件式侧架连接方式交叉拉杆弹簧托板交叉拉杆轴重（t）212525轴承型号197726T圆锥滚子轴承TBU150或TAROL150圆锥滚子轴承TBU150或TAROL150圆锥滚子轴承旁承型式间隙旁承常接触弹性旁承常接触弹性旁承心盘允许载荷（KN）372.8443.9443.4减震器相对摩擦系数0.067~0.090.121（空车）0.072（重车）0.155（空车）0.071（重车）基础制动装置制动倍率6.54.04.0重量（t）4.04.74.8SS3、SS3B、SS3B重通、SS6、SS6B机车转向架结构基本相同，但牵引装置、电机和驱动（包括车轴、齿轮驱动、轴保持模式和结构）略有不同：SS3机车采用中心销牵引设备，SS3B，SS3B重连接，SS6，SS6B机车两侧采用平行杆牵引装置;SS3、SS3B和SS3B重型机车采用滑动轴承轴结构，SS6和SS6B机车采用滚动轴承轴结构。HXD1B、HXD1C和HXD3转向架的结构基本相似。主要区别在于，HXD1B和HXD1C机车采用低降双截面牵引杆结构的牵引装置，而HXD3机车采用机车两端设置的低位置。牵引装置为水平单牵引杆结构。SS4、SS4、SS4B和SS4C机车转向架的主要结构基本相同。主要区别还在于牵引装置、电机和驱动装置：SS4机车两侧采用平行杆牵引装置。机车两端均配有倾斜单杆推拉牵引装置;SS4、SS4B和SS4C机车采用滑动轴承轴结构，SS4B机车采用滚动轴承轴结构。1.4货物列车转向架发展前景近年来，中国从国外引进先进的高速卡车技术，联合研制了30吨高速卡车的动力转向架和非动力转向架，以满足我国高速卡车的运行要求。30吨卡车由5辆子弹头列车和3辆拖车提供动力，包括10个动力转向架和6个非动力转向架。动力转向架由铸件和钢板制成H形构架，由两个箱侧梁、横梁和衬垫组成，用于支撑空气弹簧、连接蛇形和横向减震器、牵引杆和组件。一系列动臂构架;轴箱悬架装置包括动臂、螺杆弹簧、垂直液压减震器等。中央悬架装置采用空气弹簧，通过气弹弹，车身落在转向架构架侧架上。两个空气弹簧由各自的高度调节阀控制，其主要功能是保持相对于转向架机架的地板表面高度。垂直和横向减震器和防辊扭转杆装置安装在车架和车身之间，水平安装在车架上;驱动装置包括两个牵引电机、一个齿轮箱和一个联轴器;使用盘式制动器，悬挂在端缓冲梁上，轨道护栏安装在前端和后端转向架上。1.5设计任务与普通转向架相比，高速转向架具有更高的安全性、舒适性和可靠性。总结国内外现有转向架的特点，高速动力转向架具有以下共同特点：结构轻、质量分布合理、构架设计灵活、轻轮式、铝合金零件代替部分钢制零件等措施，减少轮轨冲击;牵引装置不限制转向架相对于车身的横向运动、旋转、下沉和浮动运动，牵引点低;有效抑制转向架波轴运动，确保高速运行的稳定性;采用性能良好的制动装置，确保列车安全;使用非磨损或有害磨损部件，以确保良好的性能并降低维护成本.城际列车动力转向架设计时速200公里，30吨，车轴载荷，主要研究内容包括：转向架的设计，包括主要部件的选择、结构分析与比较，包括车架、车轴箱定位装置、中央悬架装置、转向架设计、转向架设计、转向架设计、转向架设计、转向架设计、转向架设计、转向架设计、转向架设计设计、设计转向架、转向装置驱动、基本刹车;协调座椅、立座和隔板的位置和大小。设计原则，尽量减少应力浓度和应力敏感部件，以达到节省金属材料和轻质性的目的。分析并检查转向架构架的结构强度，计算负载下机架的应力，评价机架的合理性。由于高速列车的高速，对列车的安全性能和转向架的设计提出了更高的要求。高速转向架设计应完成以下任务：（1）轴承支撑车架上方每个部件的重量（包括车身、车架、动力装置、辅助装置等），使车轴负载均匀分布。（2）牵引力确保必要的车轮和导轨斗杆，并将牵引力从车轮和轨道接触点转移到转向架、耦合器、牵引列车前进。（3）缓冲器为减少不均匀线路对车辆的影响，确保车辆具有良好的运行稳定性和稳定性。（4）方向确保车辆平稳通过曲线。（5）制动生成必要的制动力，以在指定距离内减速或停止车辆。

总体结构设计根据国内外卡车转向架的结构类型和工作原理，结合铁路客车的相关产品设计规范，本文研究设计的卡车转向架装置具有原有优势。其主要功能是为货物系统提供变速箱、转向、缓冲和制动。在设计过程中，基于对材料力学的认识，并考虑到关键部件的承载能力，采用有限元分析软件对关键部件的安全性进行检查。分析了轨道梁的结构特性，使转向架在履带梁中平稳运行。2.1货物列车转向架设计原则转向架是列车的重要组成部分。它们用于转移负载，并通过车轮和导轨之间的粘附来确保牵引力。转向架架的性能直接影响列车的牵引能力。运行质量，车轮和轨道磨损，列车安全。特别是当车辆向高速、重载方向行驶时，对转向架的要求更高。根据现代转向架的发展趋势，转向架的技术要求如下：（1）确保最佳的粘合条件。确保最佳的粘合条件。车轴载荷转移应尽可能小，以满足提高emu牵引力的要求。（粘附重量利用率一般不低于90%）（2）直线或弯曲路段具有良好的动态性能，可最大程度地降低线路上的力，并减少履带和车轮的损耗和增益。因此，对emus的未悬挂重量有不同的要求。第二悬架采用空气弹簧，增加弹簧装置的静态偏转，满足高速运行的需要。（3）转向架重量轻，工艺简单，在满足强度和刚度的前提下，尽可能减轻其重量。制造过程简单，横梁之间不允许有螺栓。（4）良好的可访问性要求转向架的所有部分都具有良好的可访问性。在保证可靠运行的前提下，采用结构简单、耐磨、无维护的结构，减轻了维护工作量，延长了维护间隔。（5）当每个部件和材料的转向架设计均匀时，需要尽可能统一每个部件的结构和材料。2.2转向架总体结构设计图2-1动力转向架转向架主要由车架、车轮轴箱、牵引装置、基本制动装置、二次悬架装置和驾驶装置组成。构架采用h型焊接构架，由侧梁、梁、相关支撑和连接梁等组成。与30t不同，梁采用无缝钢管结构，内部可用作气弹簧的辅助气室。博吉第一悬架为动臂定位液压减震器，第二悬架为空气弹簧，转向架车轴负载30吨，转向架，车轮直径860mm转向架轴距2500mm，转向架的主要特点是轻巧设计，焊接结构、辅助空气弹簧、盘式制动器、回转臂悬架轴箱定位、单极牵引、电机。图2-2转向架装置结构规划图2-3动力转向架结构悬架系统的下部通过高强度螺栓连接到车身顶部。悬架系统设备的上部通过引脚连接到连接器设备。中间轴装置配有连接轴承，该轴承与机架连接以承受水平负载。球垫通过枕头梁压力承受空气弹簧上的垂直负载。中心轴可以轴向上下移动，沿圆周旋转，并来回摆动。空气弹簧可以上下移动，左右移动，或来回移动。这可以缓冲滑车的振动，并大大减少悬架中心轴和销轴的负载。车架配有前后、左右机械限位块，以限制滑车的摆动范围并确保平稳行驶。转向架驱动装置采用"全浮动"结构设计。由于驱动扭矩和垂直轴承能力由不同部件承载，因此电机的输出轴仅受扭矩影响，不受弯曲力矩的影响，因此结构合理。它由变频电机驱动。减速电机的两个输出轴通过键连接，以驱动左右驱动型核心轴。驱动芯轴与平键连接以驱动中间套筒。中间套筒是打云的，用于驱动轴承箱。车轴衬套与驱动车轮的螺栓连接，左右驱动轴仅传输电机扭矩，不承受垂直负载。通过行驶轮在轴套上的车辆重量ACTS的垂直负载，以及通过轴承在轴套上的轴套ACTS的垂直负载。护套与卡车的主结构相连。垂直负载由连接到主结构的芯套承载。

主要零部件设计3.1构架设计构架是转向架的重要组成部分。它必须具有足够的强度和刚度，以及适当的弹性，良好的抗冲击性和抗疲劳性。应根据等强度原则优化结构，进行有限元计算和分析，使结构设计达到合理的结构和应力分布，达到节约的目的。金属材料和轻质材料。焊接构架结构，特别是接头结构，应不断研究和完善。焊接技术和加工技术也应不断完善，尽量降低应力集中和应力敏感部件，确保焊接质量和加工精度，轴距，对角线，二次悬架，制动系统，安装几何尺寸满足设计图纸精度要求，使构架的应力达到良好和最长的使用寿命。为了满足高速转向架开发的要求，必须继续研究开发构架材料。随着运行速度的提高，该结构不仅具有良好的疲劳强度，而且需要结构简单、重量轻。目前，除北美外，转向架采用h型焊接构架。侧梁一般采用箱体结构。目的是增加强度和腔室的体积连接到空气弹簧另一方面。欧洲国家一般采用箱体结构梁，日本采用双无缝钢管法。双无缝钢管梁结构具有重量轻、制动方便等特点，近年来得到了广泛的应用，但其缺点是弯曲刚度低。为了减少车轮负载，提高脱轨稳定性，高速卡车转向架的机架应尽可能灵活。例如，德国公司talbot的高速转向架插在构架的侧梁上。高速转向架采用合理的梁结构，提高了灵活性。从发展的角度来看，高速货车应采用轻型焊接柔性车架。在国内，30t动力转向架由钢板铸造并组装成H形构架，由两个箱侧梁、横梁和长梁组成，以支持空气弹簧，连接防蛇和横向减震器，并提供牵引力。领带和一系列扶手的组装;动态转向架不同于30t：虽然构架是h型焊接构架，但横梁由无缝钢管制成，穿透箱形侧梁和无边梁。辅助直纵梁上焊接有两个系列的横向减震器座椅，而30t横向减震器座椅焊接在纵向梁上，占用一定空间，因此纵向梁是弯曲的。转向架构架通常由左右两侧梁以及一个或多个梁组成。侧梁的功能不仅是将垂直、横向和纵向力传输到轮组的主要部件，也是限制轮组位置的主要部件。横梁的功能是确保水平平面上构架的刚度，保持轴平行，并支持牵引电机和其他部件。本文设计转向架构架由钢板和铸造U形构架组成，包括箱梁、梁和梁、动臂、主和二垂直减震器、蛇形振动器、两个系列横向减震器构架焊接在一起，基本制动电机和齿轮箱吊架、吊架、牵引和水平平面停止。侧梁为钢板焊接箱体结构，其U形设计满足转向架轮制动单元安装在车轮内部有效空间的要求，从而消除了外端梁，使结构紧凑，减轻重量。

图2-1转向架侧梁构架侧梁的中间部分凹陷，用于安装第二系列高偏转空气弹簧。两个梁之间的中心距离为2500mm，梁两侧之间的中心距离为2000mm，侧梁的中间部分尺寸为280mm~160mm，两端的截面尺寸为145mm~160mm。承受弯曲和张力压缩负荷。侧梁的上盖为10毫米厚（盖管上盖22毫米厚），下盖厚12毫米，网厚10毫米。侧梁的内壁设有隔板，隔板和上盖之间有10mm的间隙，以方便横梁中的侧空气循环，并增加侧梁的强度。侧梁空气弹簧座的上盖板向外突出，便于侧梁承受垂直负载。在上盖板和下盖板之间添加加强杆，以提高上盖板和下盖板的轴承能力。侧梁上还安排了另一个系列1和2垂直减震器座椅和防缠式减震器座椅。图2-2构架俯视图横梁和导轨是箱形焊接结构.光束主应力部分的截面尺寸为150mm×200mm，纵向梁的截面尺寸为180mm×160mm。梁和导轨的上、下盖板厚10毫米，下盖板厚12毫米，网厚10mm。横向减震器座式斜排列在纵向梁上，横向阻滞块对称地排列在纵向梁上。电机吊架、齿轮箱吊架、牵引杆支架、制动夹支撑均设置在横梁上。除动臂和安装座椅部分由B类钢制成外，其余结构由Q345低合金高强度结构钢板制成，具有良好的焊接性和强度。3.2轮对轴箱装置设计构架是转向架的重要组成部分。它必须具有足够的强度和刚度，以及适当的弹性，良好的抗冲击性和抗疲劳性。应根据等强度原则优化结构，进行有限元计算和分析，使结构设计达到合理的结构和应力分布，达到节约的目的。金属材料和轻质材料。焊接构架结构，特别是接头结构，应不断研究和完善。焊接技术和加工技术也应不断完善，尽量降低应力集中和应力敏感部件，确保焊接质量和加工精度，轴距，对角线，二次悬架，制动系统，安装几何尺寸满足设计图纸精度要求，使构架的应力达到良好和最长的使用寿命。为了满足高速转向架开发的要求，必须继续研究开发构架材料。3.2.1轮对轮车轮组的质量属于转向架的未悬挂质量，对降低高速卡车车轮和导轨之间的力更为严格。因此，国外高速货车轮组一般选择轻轮套，如中轴、轻轮、小轮直径轮，并选择铝合金轴箱，以尽量减少未悬挂质量。近10年来，为了开发时速200公里及以上的转向架，为未来高速车轮开发了中轴、轻轮、铸铝轴箱和铸铝齿轮箱等轻型轮组部件。为轴箱装置的发展奠定了良好的技术基础。为适应高速转向架技术发展的需要，在此期间，在LM磨擦胎面的基础上开发了HLM高速磨擦胎面，并进一步发展了LMa高速磨擦胎面。Cw-300和sw-300转向架。轴承一般为进口滚动轴承，如SKF自密封锥辊轴承.因此，在现有基础上经过一段时间的试验和改进后，高速转向架中使用的轮式轴箱装置将进一步向轻型方向发展。轮组通常由轴、轮中心和轮毂组成。高速卡车车辆通常使用整体车轮，因此车轮中心和轮毂之间没有区别。此外，高速卡车车轮对也有动力轮对和非动力轮对，动力轮对通常配备牵引齿轮箱。轮组的主要功能是:(1）承担所有的载荷和冲击;（2）牵引或制动力通过粘轨产生;为了减少未悬挂的质量，设计采用30CrMoA空心轴。孔径130mm，内孔直径60mm。内部孔需要超声波缺陷检测和挤出加固。由于汽车转向架使用车轮制动器，其两个锻造钢制制动盘必须对称地安装在辐条的两侧。高速车辆的直辐车轮需要重新开发.、机械性能、缺陷检测、胎面形状、注油槽、残余应力等特殊技术要求。列车车轮直辐板的形状经过优化，使其具有可变截面，并均匀地排列了直径为27mm的12个孔，以连接两侧的制动盘，以确保摩擦面的完整性。设计车轮直径860mm，磨损控制在790mm，LMa磨损型胎面。3.2.2轴箱悬挂轮车轮组的质量属于转向架的未悬挂质量，对降低高速卡车车轮和导轨之间的力更为严格。因此，国外高速货车一般选择轻轮对，如空心轴、轻轮、小车轮直径.无悬挂质量直接影响车辆动态性能和轮轨力，尤其是在高速行驶时。因此，应尽量采用轻轴箱定位方法。卡车转向架的垂直悬架参数受耦合器的高度和极限约束，其垂直偏转也相应受到约束。高速卡车转向架采用不同形式的车轴箱弹性悬架。法国TGV、瑞士SIG和日本车轴箱的定位主要基于回转臂定位，而德国一般采用单顶弹簧和单拉板定位。或对称双弹簧加橡胶桩定位。车轴箱的定位方法应根据国情、使用和线路条件确定。然而，在选择定位方法时，应尽量采用灵活的定位，在保证车轮和导轨稳定性的前提下，尽可能减少车轮和导轨之间的磨损。同时，尽量采用无磨损、方便的定位方法。高速卡车转向架应尽可能降低轮轨噪音.转向架轴箱定位装置的结构主要包括以下形式：干式摩擦导杆定位、油缸定位、拉板定位、回转臂定位和橡胶弹簧定位。根据近10年来卡车转向架发展的经验，车轴箱顶部的双辊单圆弹簧加上单向垂直液压减震器以及臂轴箱的弹性定位，是未来将开发的装置和车轴箱定位方法。一系列弹簧悬架的静态偏转一般在60m-80mm之间，甚至高达100mm之间选择;单向垂直液压减震器的阻尼系数可在5kNμs/m-15knμs/m之间选择;箱体的纵向和横向定位刚度一般为2：1，即：纵向定位刚度是横向定位刚度的两倍，这不仅有利于线性操作的稳定性，而且有利于曲线通过的性能。对于电动汽车和拖车转向架，一系列定位几何参数是临界速度的关键参数。其中，整体轴箱臂长度、臂关节高度和臂关节刚度参数优化较为显著。从表2-1可以看出，随着臂长度的增加，转向架的临界速度逐渐降低，臂的短时临界速度也相应增加。方向刚度的影响为500mm。表2-1转臂长度变化对临界速度的影响转臂长度/mm400450500550600临界速度/km·h-1330325320310300转臂节点高度高出或低于轴箱体中心时计算所得的临界速度值。可以看出随着节点高出车轴中心线越大，则临界速度越高，但同时节点过高也易于对一系垂向增加附加刚度值，故一般选取在自重下高出车轴中心线8-12mm，可实现较高的临界速度。表3-2转臂节点高度对临界速度的影响节点高度/mm-15-10-505105临界速度/km·h-1300305310320325330335回转箱定位具有以下优点:(1）箱体与车架之间没有自由间隙，无滑动部件，无摩擦和磨损;（2）零件少，拆卸维护方便;（3）轴箱的上、下、左、右、后定位刚度可单独设置，可更容易满足转向架悬架系统的最佳设计要求。换句话说，稳定的高速驾驶性能和良好的曲线通过性能可以保证，同时确保良好的驾驶舒适性。基于上述分析，本文设计的转向架将采用动臂定位方法，包括动臂、轴箱顶部的双辊单轮弹簧、垂直液压减震器和起重装置。M，旋转臂座由锥形销套和橡胶套连接。横向定位刚度为5.49mn/m，纵向定位刚度为10MN/m。图3-3轴箱定位装置

3.3二系悬挂装置设计该结构考虑了无载荷和重载条件下的负载变化、限制和耦合器高度限制。在空载和重型车辆条件下，转向架的总垂直偏转和垂直偏转之间的差异是有限的。仅依靠中央悬架。目前，高速货车转向架的中央悬架基本采用空气弹簧和应急弹簧系列。空气弹簧支撑法分为两点支撑、三点支撑和四点支撑。欧洲国家一般采用两点或三点支持，但由于欧盟UIC对抗滚动指标有严格的要求，必须设置抗滚动扭转杆。在日本，使用四点支持模型。如果空气弹簧跨度足够大，则无法添加防滚动扭转杆。欧洲国家有两个系列的垂直液压减震器，而日本则采用非线性阻尼特性来取代两个系列的垂直液压减震器。缺点是垂直稳定性随激励频率而变化。更敏感随着车速的提高，对车辆的稳定性提出了新的要求。对稳定性最敏感的因素是二次刚度值。大量的理论研究和试验证明，双系统刚度的垂直和横向自然频率应尽可能保持在1Hz左右。振动器结构可以大大降低辅助系统的横向刚度，但转向架的重量和易动部件的增加是由振动器结构引起的。在减轻重量的同时，应尽可能降低高速卡车转向架的二次刚度。它们应采用一种没有摆动桌、MATS和无磨损部件的结构。根据国外高速货车转向架的发展经验和近10年来我国铁路货车转向架的发展趋势，根据无枕结构和气弹弹簧悬架，选择时速200公里及以上的两系高速货车转向架。对于非枕架转向架，车辆车身重量直接对空气弹簧、空气弹簧的弹性特性，尤其是横向特性要求高。所选空气弹簧的有效直径为580mm，最大外径为750mm，工作高度为210mm。图3-4空气弹簧为了约束高速车辆，在车身和转向架之间安装了防蛇阻尼装置。除了一对水平和垂直减震器和空气弹簧外，中央悬架还拥有自己的高度调节器和防辊扭转杆。高度控制阀的主要功能和要求是在不同的载荷下保持车体与轨道表面之间的一定高度。当以直线行驶时，车辆在正常振动条件下不会进入或排气，而车身在通过曲线时会倾斜。此时，两侧的高度控制阀分别产生将进气和排气，以减少车辆的倾斜。在第二系统悬架采用大偏转空气弹簧后，虽然实现了车辆的垂直性能，但也带来了一个比较大的问题，即减少车辊刚度是由于减少车辆卷刚度。车辆的符合系数和倾斜角度将显著增加。这不仅影响了车辆的平稳运行和装载货物的舒适性，而且带来了严重的安全隐患。为了解决这个问题，在转向架悬架系统中，大多安装了一套防滚动扭转杆。该装置不影响车辆的垂直、偏航、点头、摇动和浮动，只抑制车辆的滚动振动。防滚动扭转杆弹簧是一种弹簧，利用金属弹性棒在扭矩作用下产生扭转变形，提供抗扭和抗扭矩效果。1-连杆；2-扭杆臂；3-扭杆轴图2-5抗侧滚装置结构1-扭杆轴；2-扭转臂；3-支撑座；4-橡胶支撑球铰；5-金属关节轴承；6-垂向连杆图3-6抗侧滚扭杆系统牵引拉杆是传递车体与转向架之间纵向载荷的主要承载结构，无摇枕转向架的牵引拉杆方式主要有Z形双拉杆和单拉杆两大类型，表2-3为两种方式的优缺点对比。表3-3两种牵引拉杆方式的比较牵引拉杆方式优点缺点Z形双拉杆落车作业简单结构复杂，占用空间大，重量大单拉杆结构简单，占用空间小，重量轻落车作业复杂通过相比之下，本设计中选择的牵引装置主要由牵引座（中心销）和安装在转向架中间的牵引杆组成。一端连接到转向架梁的中间，另一端连接到从车辆底盘伸出的安装座椅。它在转向架和车身之间传输纵向力（包括牵引力和制动力）。牵引杆的末端配有橡胶接头衬套，以吸收振动。

3.4驱动装置计算选取所谓驱动装置，实际上是指将最终机车或机动车传动系统的能量有效转移到轮式执行装置上。对于电动传动机车或机动车辆，驱动装置主要由牵引电机、联轴器、齿轮箱、齿轮箱等部件的悬架、悬挂电机机架结构、电机输出扭矩组成。鼓齿轮联轴，齿轮箱到齿轮箱驱动轮上，实现其功能与最小的安装空间。基本工作阻力根据公式（3-1）根据经验计算：(3-1)式中：w—货车单位运行基本阻力，N/kN；v—货车运行速度，km·h-1。牵引总功率按式（3-2）计算：(3-2)式中：M—货车编组重量，t；a—剩余加速度；g—重力加速度，取9.81m/s2；—功率传递总效率，按0.7估算。货车编组按4动4拖进行编组，动车质量按60t计算，拖车质量按45t计算，编组总质量为420t。每辆动车有4个牵引电机，则每台电机所需功率按式（3-3）计算：(3-3)计算得到单位运行基本阻力为7.34N/kN，牵引总功率3400kW,估算出每台电机所需功率212kW，实际选取电机功率要比估算功率稍大，则选取电机功率宜为250kW。3.5基础制动装置设计汽车转向架配有悬架电机和齿轮传动系统，并采用盘式制动装置。每个车轮都有一套制动器。为了使转向架结构紧凑，在车轮内设置圆盘成形和移动单元。机动车辆的制动盘由两个锻造钢盘组成，分别安装在直辐轮两侧，制动盘直径为720mm。在按下滚轮之前，必须设置内部磁盘。为确保制动盘和车轮之间的可靠连接，使用12M25反冲头螺栓和可靠的锁紧螺母将两个制动盘固定在车轮的辐条上。安装制动盘时，必须使用某些工具来确保内盘和外盘与车轮之间的同心度，以便车轮对的动态不平衡值尽可能小，以减少动态负载影响。（a）制动装置主视图（b）制动装置俯视图图3-7单元制动装置盘式制动器是几乎所有卡车使用的基本制动器。主要原因是：（1）盘式制动装置可替代制动蹄在车轮胎面上的摩擦力，对车轮无热影响，减少车轮磨损，延长车轮使用寿命。尤其对于有橡胶弹性轮的车辆，只能使用盘式制动器。2盘式制动器具有良好的散热性能、稳定的摩擦系数和相对稳定的制动力。同时，其热容量使其具有更高的制动力。（3）制动盘和制动片材料可以自由选择，使摩擦对具有最佳的制动参数，获得高稳定的摩擦系数。因此，可以降低制动盘压力，减小制动缸和制动杆的尺寸，降低制动装置的质量。盘式制动器使用时经济。一般来说，盘式制动盘片面积大于制动盘面积，压缩应力小，磨损率小。（5）用盘式制动器更换胎面制动器后，弹簧死重量增加，车轮和导轨之间的粘附系数降低。以下是转向架的一些基本技术参数和转向架的总体设计。表3-4转向架主要技术参数运营速度/km·h-1200最高试验速度/km·h-1250轨距/mm1435空气弹簧横向跨距/mm2000固定轴距/mm2500车轮直径/mm860(全磨耗790)轴重/t30轴箱定位方式转臂式定位轮对型式轻型车轮加空心车轴转向架牵引型式单拉杆转向架自重/t约7.3限界机车车辆限界/高速机车车辆限界3.6本章小结本章主要对动力转向架主要部件进行了结构分析与选型，包括轮对轴箱装置、弹性悬挂装置、构架、基础制动装置及驱动装置。在设计要求下很好的完成了设计任务，体现了货车转向架快速灵活、简单可靠的特点，基本满足满足基本载货承载能力、转向、时速工况下的运行稳定性，更满足结构简单可靠、拆装维修方便的要求。

强度计算4.1载荷工况计算此设计中的元素类型是外壳元素。壳体元件用于薄板或曲面模型。分析的基本原理是，每个板的主要尺寸不小于其厚度的十倍。此处实际常量的设置是指板厚度的设置和弹簧元件的方向。选择SHELL63板和壳体元件模型，然后设置结构每个部分的厚度。材质属性设置独立于几何模型，如弹性模量、泊水相比和密度。结构材料的机械参数：弹性模量：泊松比：密度输入根据TB/t2368-2005功率转向架机架强度测试方法，前两部分的强度测试是异常负载静态强度试验。实验的这一部分的目的是验证操作期间可能发生的最大负载的综合效果。转向架框架无永久变形危险，并模拟了主工作负荷的静态强度测试。这部分测试的目的是验证在操作过程中发生的主载荷（垂直、横向和轨道变形）的联合行动下，转向架框架没有疲劳开裂的风险。4.2超常载荷工况下的计算载荷4.2.1垂向试验载荷根据标准规定，超常载荷下构架每侧垂向载荷按式（4-1）计算。（4-1）式中：、—转向架两侧的垂直试验载荷，N；g—重力加速度，取9.81m/s2；—转向架数—整备状态下的空车质量，kg；—转向架质量，kg；—超长商用载荷，包括：a)每个座位（卧铺车为每个床位）1名，质量为80kg，b)每平方米走廊、进出口和公务间4名，c)每平方米行李间载重300kg。4.2.2横向试验载荷超常载荷下构架横向载荷按式（4-2）计算：（4-2）式中：—横向试验载荷，N；—每转向架上的轮对数。4.2.3扭曲试验载荷对于货车转向架，当转向架装有悬挂装置时，转向架构架承受的扭曲载荷为线路最大扭曲的10‰。4.3正常运营载荷工况下的计算载荷4.3.1垂向载荷根据标准规定，正常载荷下构架每侧垂向载荷和按表4-1计算，其中：（4-3）式中：—模拟运营载荷工况作用在每个转向架上的基本垂向力，N；—模拟运营商用载荷，包括：a)每个座位（卧铺车为每个床位）1名，质量为80kg，b)每平方米走廊、进出口和公务间2名，c)每平方米行李间载重300kg。4.3.2横向载荷正常载荷下构架横向载荷按式（4-4）计算。（4-4）4.3.3扭曲载荷对于转向架，转向架上的扭转负载为最大线变形的5°。安装牵引电机和齿轮箱后，可对转向架施加不同的负载组合。其中：由车身垂直运动（浮动）引起的垂直力的动态变化，以垂直力的百分比表示;车身滚动运动引起的垂直力的动态变化以FZ表示，以垂直力的百分比表示（在正常工作条件下，移动性为0.1，移动性为0.2）。这合并为13个工作负载条件。表4-113种组合的载荷工况计算公式载荷工况垂向力横向载荷纵向载荷扭曲载荷左侧梁右侧梁01FzFz00002（1+α-β）Fz（1-α-β）Fz00003（1+α-β）Fz（1-α-β）FzFY0004（1+α+β）Fz（1-α+β）Fz00005（1+α+β）Fz（1-α+β）FzFY0006（1