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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114523803A(43)申请公布日2022.05.24(21)申请号202210247611.0(22)申请日2022.03.14(71)申请人宝武集团马钢轨交材料科技有限公司地址243000安徽省马鞍山市马鞍山经济技术开发区银黄东路700号(72)发明人汪永阳刘智尹明陈刚潘胜利袁志兴陶盈龙黄孝卿(74)专利代理机构芜湖安汇知识产权代理有限公司34107专利代理师张永生(51)Int.Cl.B60B37/00(2006.01)B60B17/00(2006.01)G06F30/15(2020.01)权利要求书3页说明书8页附图3页(54)发明名称一种轻量化重载轮对及其设计方法(57)摘要本发明公开了一种轻量化重载轮对及其设计方法,其轮对包括车轴和设在车轴上的车轮,车轴为圆柱形结构;车轴每端均包括车轴轮座区;所述车轮包括轮毂、辐板和轮辋,所述辐板为弯曲结构,辐板的一端与轮毂连接,辐板的另一端与轮辋连接,轮辋上远离辐板的一端设有踏面和轮缘;所述辐板包括轮毂‑辐板过渡区、辐板主体和轮辋‑辐板过渡区;所述车轮设在车轴轮座区上,轴向上所述轮辋‑辐板过渡区位于轮毂‑辐板过渡区的外侧;轮毂‑辐板过渡区位于轮毂与辐板主体之间,轮辋‑辐板过渡区位于轮辋与辐板主体之间;辐板主体为弯曲结构,辐板通过圆弧,分别与轮辋及轮毂连接;可有效降低转向架的簧下重量,减小轮轨磨耗,提高运输效率。CN114523803ACN114523803A权利要求书1/3页1.一种轻量化重载轮对,包括车轴和设在车轴上的车轮,车轴为圆柱形结构;所述车轴每端均包括车轴轴端区域、车轴轴颈直线区域、车轴防尘座直线区域、车轴轮座区以及车轴轴身区域;所述车轮包括轮毂、辐板和轮辋,所述辐板为弯曲结构,辐板的一端与轮毂连接,辐板的另一端与轮辋连接,轮辋上远离辐板的一端设有踏面和轮缘;所述辐板包括轮毂‑辐板过渡区、辐板主体和轮辋‑辐板过渡区;所述车轮设在车轴轮座区上,其特征在于:轴向上所述轮辋‑辐板过渡区位于轮毂‑辐板过渡区的外侧;轮毂‑辐板过渡区位于轮毂与辐板主体之间,轮辋‑辐板过渡区位于轮辋与辐板主体之间;辐板主体为弯曲结构,辐板通过圆弧,分别与轮辋及轮毂连接。2.如权利要求1所述轻量化重载轮对,其特征在于:所述车轴轴端区域与车轴轴颈直线区域之间由过渡引锥连接;车轴轴颈直线区域与车轴防尘座直线区域设置有轴颈卸荷槽;车轴防尘座直线区域与车轴轮座区域之间设置了防尘座卸荷槽;车轴轮座区域与车轴轴身区域设置有圆滑过渡的过渡圆弧。3.如权利要求1所述轻量化重载轮对,其特征在于:所述轮毂外径面外侧轮廓线与轮箍外侧面的夹角≥98°,轮毂外径面内侧轮廓线与轮箍内侧面的夹角为≥100°,轮辋内径面外侧轮廓线与轮辋外侧面的夹角为≥96°,轮辋内径面内侧轮廓线与轮辋内侧面的夹角为≥96°;轴向上,轮辋内侧面位于轮毂内侧面的外侧,且轮辋内侧面与轮毂内侧面的距离≥35mm。4.一种如权利要求1至3任一项所述轻量化重载轮对的设计方法,其特征在于:所述设计方法包括以下步骤:步骤1.辅助线设置:X轴线为车轮旋转轴线,也称为轴向;Y轴线指示垂直于X轴向的径向,X轴线箭头所指方向为外侧,X轴线箭头的反方向为内侧;轮毂‑辐板过渡区的轴线为A;步骤2.绘制轮毂的轮毂外轮廓线与外毂面连接;绘制轮毂的轮毂内轮廓线与内毂面连接;轮毂外轮廓线与外毂面形成夹角Φ1,轮毂内轮廓线与内毂面形成夹角Φ2;步骤3.设计轮毂‑辐板过渡区域:以轮辋的内辋面定位轴向尺寸X1,绘制轴线A,将轴线A沿轴向,向两侧平移相等距离,形成轮毂‑辐板过渡区的辐板厚度S2,分别绘制曲线R1、R2、R3,其中,R1与轮毂外轮廓线相切,R3与轮毂内轮廓线相切;步骤4.绘制轮辋的轮辋外轮廓线与外辋面连接;绘制轮辋的轮辋内轮廓线与内辋面连接;轮辋外轮廓线与外辋面形成夹角Φ3,轮辋内轮廓线与内辋面形成夹角Φ4;步骤5.设计辐板靠近轮辋的区域:以轮辋的内辋面定位轴向尺寸X3,及轮辋内轮廓线与内辋面交点径向平移尺寸X2确定圆心C,以C为圆心绘制半径R6及半径R5,R5半径‑R6半径=S2厚度;步骤6.设计轮辋‑辐板过渡区域:在R5及轮辋外轮廓线之间,绘制同时与R5及轮辋外轮廓线相切的圆弧R7;在R6及轮辋内轮廓线之间,绘制同时与R6及轮辋内轮廓线相切的圆弧R8;步骤7.在R2及R5之间,绘制同时与R2及R5相切的圆弧R4;在R3及R6之间,绘制同时与R3及R6相切的圆弧R9;步骤8.设计Y轴线为轮对的轴对称线,也称为竖直线;步骤9.设计车轮内辋面与Y轴线之间的水平距离为L1;步骤10.设计车轮内辋面与车轴轴端区域的水平距离为L4;2CN114523803A权利要求书2/3页步骤11.设计车轮外毂面到车轴防尘座卸荷槽末