一种动车组车轮的踏面优化设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105354384A(43)申请公布日2016.02.24(21)申请号201510765580.8(22)申请日2015.11.11(71)申请人西南交通大学地址610031四川省成都市二环路北一段111号(72)发明人池茂儒曾京邬平波戴焕云张卫华梁树林李国栋宋春元(74)专利代理机构成都点睛专利代理事务所(普通合伙)51232代理人葛启函(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种动车组车轮的踏面优化设计方法(57)摘要本发明提供了一种动车组车轮的踏面优化设计方法,属于铁路高速车辆转向架技术领域。它能有效地解决CRH3型动车组原始车轮踏面对钢轨廓形变化适应能力较差的问题。首先，选择优化车轮踏面常用工作区的廓形与原始车轮踏面基本重合；第二，为了把车轮踏面喉根圆斜度降低，故将优化车轮踏面的轮缘厚度d8确定为32.5mm，以适应它与轨肩突出而未打磨的钢轨匹配时，也不易产生过大的等效锥度，提高了车轮踏面对未打磨钢轨的适应能力。第三，把车轮踏面外端的斜度提高，故将优化车轮踏面外端直线段CD的斜度确定为1:20，以适应它与过度打磨钢轨匹配时，也不易产生过小的等效锥度，提高了车轮踏面对过度打磨钢轨的适应能力。主要用于CRH3型动车组车轮生产。CN105354384ACN105354384A权利要求书1/1页1.一种动车组车轮的踏面优化设计方法，步骤如下：首先，选择优化车轮踏面常用工作区的廓形与原始车轮踏面基本重合；第二，为提高车轮踏面对未打磨钢轨的适应能力,需将车轮踏面喉根圆斜度降低：故将优化车轮踏面的轮缘厚度d8确定为32.5mm，这样可以降低轮缘根部的斜度，以适应优化车轮踏面与轨肩突出而未打磨的钢轨匹配时，也不易产生过大的等效锥度；第三，为提高车轮踏面对过度打磨钢轨的适应能力，需将车轮踏面外端的斜度提高：故将优化车轮踏面外端直线段CD的斜度确定为1:20，以适应优化车轮踏面与过度打磨钢轨匹配时，也不易产生过小的等效锥度；具体做法即优化车轮踏面的各特征点的描述如下：⑴、确定坐标系OXY，O为坐标原点，OX和OY为坐标轴，OX轴为优化车轮踏面基线；⑵、从点D(d5,0)画直线段DC，斜度为L1，水平投影长度为d4；⑶、画直线段CB，斜度为L2，水平投影长度为d3；⑷、画直线段BA为d1xd2的倒角；⑸、以D点为切点画半径为R1的圆弧DE,其水平投影长度为d6，DE与Y轴相交于O1点；⑹、把已画出的轮廓线ABCDE从交点O1垂向平移到原点O；⑺、以E点为切点画半径为R2的圆弧EF；⑻、以圆弧EF的圆心画半径为R2-R3的圆，以点O2(-d11+d8,d7)为圆心画半径为R3的圆，两圆交与O3点，再以O3点为圆心画半径为R3的圆弧FG；⑼、画与圆弧FG相切并与X轴成a角度的直线段GH；⑽、从点L(-d11,0)画一条与X轴垂直的直线段KL；⑾、以点O4(-d11+d10,d9-R5)为圆心画半径为R5的圆弧IJ；⑿、以R4为半径，画与直线GH和圆弧IJ相切的圆弧HI；⒀、以R6为半径，画与直线KL和圆弧IJ相切的圆弧JK；⒁、顺序连接各特征点画出的轮廓线ABCDEFGHIJKL即为优化车轮踏面的外形。2.根据权利要求1所述的一种动车组车轮的踏面优化设计方法，其特征在于：所述各特征点的具体参数为:L1＝1:20，L2＝1:15，R1＝305mm，R2＝160mm，R3＝15.5mm，R4＝20mm，R5＝10mm，R6＝25mm，a＝70°，d1＝5mm，d2＝5mm，d3＝30mm，d4＝23mm，d5＝7mm，d6＝16mm，d7＝10mm，d8＝32.5mm，d9＝28mm，d10＝16mm，d11＝70mm。2CN105354384A说明书1/4页一种动车组车轮的踏面优化设计方法技术领域[0001]本发明属于铁路高速车辆转向架技术领域，尤其涉及CRH3型转向架的车轮踏面优化设计。背景技术[0002]高速铁路轮轨接触关系尤其是车轮踏面的等效锥度对铁道车辆的动力学性能影响很大:当车轮踏面等效锥度过大时，车辆容易发生二次蛇行失稳，当车轮踏面等效锥度过小时，车辆容易发生一次蛇行失稳。车辆蛇行失稳一方面对行车安全构成威胁，另一方面严重影响乘坐舒适度。[0003]等效锥度与轮轨接触点位置分布有很大关系：当轮轨接触点分布到轮缘根部时，就容易产生大的等效锥度；当轮轨接触点分布到车轮踏面外端时，就容易产生小的等效锥度。[0004]轮轨接触点的分布位置与车轮踏面外形和钢轨外形密切相关。[0005]目前，我国铁路普遍采用的是CH60钢轨，但由于各种原因，实际线路上的钢轨廓形并非标准的外廓形状：如果钢轨打磨不及时，钢