铁道车辆轮对结构与轮轨接触几何关系概要.ppt

* * * 轮轨空间接触示意图 3）迹线法基本原理 * 轮轨迹线（无摇头角） * 轮轨迹线（有摇头角） * 4）轮轨接触状态 * 钢轨磨耗位置 * 锥形踏面轮轨接触点位置变化 * 磨耗型踏面轮轨接触点位置变化 * 踏面上接触几何位置 轨头上接触几何位置 轮轨空间接触几何关系 * 摇头角对踏面接触点的影响 摇头角对轨面接触点的影响 * q=0 w=0 q=0 w=30 q=2.50 w=30 轮轨接触点位置变化 * 轮对摇头角对轮轨接触状态影响 * q=0 w=0 q=2.50 w=30 滚动圆半径变化 * q=0 w=0 q=2.50 w=30 轮轨接触角变化 * q=0 w=0 q=2.50 w=30 质心垂直位移与侧滚角变化 * q=0 w=0 q=2.50 w=30 车轮踏面圆弧变化 * 第四节 道岔区轮轨接触几何关系 * 道岔系统平面视图 * 道岔区轮轨接触状态 * 转辙区车轮与基本轨和尖轨相互作用关系 （a）左侧 （b）右侧 * 护轨与轮背接触状态 * 叉心区轮轨接触 * 道岔系统 * 有害空间 固定式辙叉道岔视图 * 有害空间 * * * 辙叉区段 * 道岔区轮轨接触断面离散 * 道岔区轮轨接触几何关系 * 思考题 在国内车轮踏面和钢轨外型设计中，LM磨耗型踏面轮缘根部最小圆弧半径rw=14mm，CHN60钢轨轨肩部位的最小圆弧半径rr=13mm，当LM踏面和CHN60钢轨配合时可以有效地解决轮轨接触问题。请问，在这里车轮轮缘根部最小圆弧半径rw为什么一定要大于钢轨轨肩部位的最小圆弧半径rr？两者的大小相等或相反是否可行？ 与锥形踏面相比，磨耗型踏面具有哪些优点？ * * ?e 等效斜度（续） * 锥形踏面车轮滚动圆附近成斜率为0.l的直线段，在直线段范围内车轮踏面斜度为常数。 当轮对中心离开对中位置向右移动横移量yw，那么左右车轮的实际滚动圆半径分别为： rL=r0- l yw rR=r0+ l yw 等效斜度 * 等效斜度 * 轮对重力刚度 * 锥形踏面 轮对重力刚度 有使轮对恢复到原来对中位置的作用 * 轮对重力刚度 * 轮对重力角刚度 有使轮对继续偏离原来角位置的作用 * 轮对重力角刚度 * 合理的轮轨踏面外型不仅可以减缓磨耗，延长使用寿命，而且有利于车辆曲线通过，降低轮轨动力作用； 只要轮轨外型参数确定，利用轮轨接触几何关系，可以确定轮对在不同横移量时车轮踏面等效斜度、等效重力刚度和等效重力角刚度等参数； * 专题三：轮对低动力设计方法 动量定理： 降低作用力途径有三种： 减小质量； 减小速度变化量； 延长力作用时间。 * 专题三：轮对低动力设计方法 减小簧下质量。目前在减小轮对质量上主要两种方法：①采用空心车轴。在不降低车轴强度的条件下，尽可能采用空心车轴，这不仅有利于降低簧下质量，而且还便于车轴疲劳裂纹内部探伤。②采用小轮径车轮。减小车轮直径同样可以起到降低轮对质量的作用。 采用合理的车轮踏面。合理的车轮踏面对降低轮轨相互作用、保证车辆系统具有良好的运行稳定性和曲线通过能力具有重要的意义。 采用弹性车轮。采用弹性车轮不仅可以降低轮轨噪声，而且还可以缓和轮轨冲击，降低轮轨动作用力。 严格控制车轮质量，降低车轮动不平衡质量。 车轮设计制造过程中，应尽可能保证车轮质心与形心重合，严格控制轮对动不平衡质量，避免质心与形心出现位置偏差时形成轮轨间持续冲击作用。 * 第二节 轮轨接触状态认识 钢轨轨头外形 轮轨接触状态 轮轨接触几何参数 * 50kg/m钢轨外型尺寸 60kg/m钢轨外型尺寸 1. 钢轨轨头外型 * UIC60 钢轨外型 UIC54 钢轨外型 UIC 钢轨外型 * 50kg/m与60kg/m轨轨头外型尺寸比较 * 2. 轮轨接触状态 踏面接触 踏面接触 轮缘接触 一点接触 两点接触 * 磨耗型踏面轮轨接触 * 钢轨磨耗后轮轨接触状态 * 3. 轮轨接触几何参数 * 轮轨接触几何参数 左、右轮实际滚动半径； 左、右轮在轮轨接触点处的踏面曲率半径； 左、右轨在轮轨接触点处的踏面曲率半径； 左轮和左轮与左轨和右轨在轮轨接触点处的接触角； 轮对侧滚角； 轮对中心上下位移； 踏面等效斜度； 重力刚度与重力角刚度。 * 第三节 轮轨接触几何关系求解 轮轨接触几何关系求解发展过程 影响轮轨接触几何关系参数 空间轮轨接触几何关系求解方法 不同踏面轮轨接触状态比较 * 八十年代初期 ： 研究由分段圆弧组成的磨耗型踏面和磨耗型钢轨相互接触时的几何参数以及各种因素对它们的影响 八十年代中后期： 研究了任意形状的轮轨空间几何约束关系，并提出了一个具有足够精度、适用于任意形状的空间几何约束关系的数学方法及计算程序； 九十年代初期 ： 提出了迹线法的思想来处理空间轮轨接触几何关系问题。基