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目录1

Ⅰ、转向架总体设计1

（Ⅰ）转向架设计的一般原则1

（Ⅱ）转向架设计的具体要求1

（Ⅲ）转向架设计的步骤2

（Ⅳ）转向架设计的常用规范、标准及有关资料3

一、车辆运行平稳性的评定标准3

（一）客车平稳性的评定标准3

（二）货车平稳性的评定标准7

二、车辆运行安全性的标准8

（一）防止轮对脱轨安全性的评定指标8

（二）车辆抗倾覆的评定方法8

（三）车体抗倾覆的稳定条件8

三、转向架强度设计规范9

（一）转向架基本作用载荷（或力）及其组合9

（二）车体刚度试验及评定标准9

四、客车转向架通用技术条件11

（五）铁道车辆所用材料的性能和规定11

（三）客车转向架的静强度试验载荷及许用应力11

（四）货车转向架的静强度试验载荷及许用应力11

五、转向架设计的有关资料14

（一）客、货车使用寿命14

（二）客车重量15

（三）轴重15

（四）车辆重心高度的计算及测定15

（五）线路有关资料17

（Ⅴ）转向架结构型式的确定21

一、客车转向架的结构型式21

（一）我国客车转向架的分类及结构特点21

（二）法国Y82型转向架21

（三）日本DT200型转向架22

（四）我国L78型转向架25

（一）我国货车转向架的分类及结构特点26

（二）我国改69型货车转向架26

二、货车转向架的结构型式26

（三）美国T-11型货车转向架28

（四）美国S·M（Swing Motion）货车转向架28

（五）自导向转向架29

（Ⅵ）转向架主要零部件结构型式的选择30

一、承载型式30

（一）心盘承载30

（二）旁承支重31

（三）心盘与旁承共同承载33

二、悬挂型式34

（一）摇动台结构34

（二）单系悬挂34

（三）货车悬挂型式35

三、弹簧型式35

（一）圆弹簧的特点35

（二）弹簧静挠度与挠度比35

（一）油压减振器37

四、减振型式37

（四）空气弹簧的特点37

（三）扭杆弹簧的特点37

（五）橡胶弹簧的特点37

（二）摩擦减振器38

五、构架、侧架型式38

（一）构架、侧架的一般型式38

（二）构架、侧架结构型式的选择38

（三）构架、侧架制造工艺方式的选择40

（二）干摩擦导柱式41

（三）橡胶弹性导柱式41

六、轴箱定位型式41

（一）油导筒式41

（四）构架、侧架的材质41

（四）拉杆式42

（五）转臂式42

（六）拉板式43

（七）球形轴箱定位装置43

七、滚动轴承型式43

（二）铁路车辆轴箱用滚动轴承的基本类型及主要规格44

（一）铁路车辆滚动轴承的特点44

（三）国产铁路车辆滚动轴承所用主要钢种的化学成分和机45

械性能45

（四）滚动轴承选型的一般程序45

（五）滚动轴承的寿命计算46

（六）滚动轴承极限转速n的验算46

（七）滚动轴承的设计寿命47

八、轮对型式47

（一）我国轮轴的主要尺寸、化学成分及机械性能48

（二）国外轮、轴标准48

（三）减小簧下质量、改善动力性能的主要措施49

二、转向架强度计算的载荷组合工况及其强度评定标准 153

九、纵向牵引型式57

（Ⅶ）转向架主要线性尺寸的确定58

一、固定轴距58

二、下部限界59

三、心盘距轨面高度62

四、侧架上平面距轨面的高度63

五、车体底架下部构件与转向架相关构件之间的间隙65

（一）转向架侧架（构架）顶面至枕梁下盖板的垂直距离65

（二）旁承间隙、旁承距65

（三）下旁承面与下心盘面的高度差67

（二）车辆振动系统的基本特性69

（一）车辆振动的基本型式和分类69

一、车辆振动的基本型式和基本特性69

（Ⅰ）转向架振动性能的设计与计算69

Ⅱ、转向架动力性能的设计与计算69

二、现有主型及试验型客、货车转向架的有关技术参数和动力学试验结果70

（一）202型、206型、209型及试验型客车转向架的有关技术参数和动力学试验结果70

（二）转8A及试验型货车转向架的有关技术参数和动力学73

试验结果73

（三）转向架结构参数与动力性能的关系75

三、车辆振动性能的设计与计算77

（一）车辆自由振动77

（二）车辆强迫振动86

（三）有阻尼空气弹簧悬挂系统的振动99

（一）稳定性的判别100

（Ⅱ）二轴转向架式车辆蛇行运动稳定性的设计与计算100

一、振型的分类100

二、稳定性的评定100

（二）轴箱横向与纵向定位刚度101

（一）等效斜度101

（二）稳定程度与失稳程度的评定101

三、影响二轴转向架式车辆蛇行运动稳定性的主要参数101

（三）中央悬挂装置的横向刚度102

（四）中央悬挂装置的纵向刚度102

（五）中央悬挂装置的横向阻尼102

（六）蠕滑系数的影响102

四、车辆蛇行运动稳定性的计算103

（一）蠕滑率的计算103

（二）蠕滑力与旋转力矩的计算103

（三）广义力的计算103

（四）蠕滑系数的计算104

（五）基本假定与数学模型106

（六）实例110

（一）轮对内侧距离与线路的相互关系118

（Ⅲ）曲线通过性能的设计与计算118

相互几何关系118

一、转向架与线路的几何关系和车辆本身有关部分在曲线上的118

（二）转向架在曲线上的位置119

（三）转向架在曲线上的偏移量，转向架相对车体的转角及120

轮对对钢轨的冲角120

（四）转向架主要游间的确定及主要零部件之间的配合关系121

二、转向架稳态曲线通过性能的设计与计算122

（一）构架式客车转向架稳态曲线通过122

（二）“三大件”式货车转向架（包括径向转向架）稳态曲线通过124

Ⅲ、车辆运行安全性的设计和计算130

（Ⅰ）车辆抗脱轨安全性的设计和计算130

一、脱轨的分类130

二、脱轨的原因和影响脱轨的因素131

三、抗脱轨安全性的评定指标和允许限度131

（一）脱轨系数及其允许限度131

（二）轮重减载率及其允许限度133

（三）抗脱轨的安全标准和转向架抗脱轨安全性的评定134

（四）跳上脱轨的评定指标及其允许限度134

（五）轨距挤宽和轨道损坏对车辆运行安全性的影响135

四、抗脱轨安全性的设计136

（一）抗脱轨安全性的最不利条件137

（二）车辆抗脱轨安全性的结构设计和参数选择138

五、转向架通过曲线时轮缘侧向力的计算140

六、轮重减载量的计算142

（一）线路扭曲引起的减载142

（二）横向力H引起的减载145

（三）车辆固有的轮重减载146

七、四轴货车静态轮重减载率的计算147

八、客车转向架抗脱轨安全性的计算实例148

九、货车转向架抗脱轨安全性的计算实例149

（Ⅱ）车辆抗倾覆安全性的计算149

一、车辆倾覆的类型和评定标准150

二、倾覆系数的计算150

三、计算实例151

（Ⅰ）转向架强度计算的载荷组合与计算153

一、转向架强度计算的载荷种类153

Ⅳ、转向架零部件的结构强度设计与计算153

三、载荷计算153

（一）垂直静载荷153

（二）垂直动载荷153

（三）侧向力及轮轨作用力引起的载荷154

（四）垂直斜对称载荷158

（五）制动引起的载荷159

（六）货车调车作业时的纵向单端冲击力所引起的转向架垂159

直附加载荷159

（Ⅱ）摇枕的设计与计算159

、摇枕的结构设计159

（一）摇枕主要轮廓尺寸的确定159

（二）摇枕断面尺寸及壁厚的确定162

（三）考虑结构的工艺性165

（一）静强度计算167

二、摇枕的强度计算167

（二）疲劳强度计算168

三、摇枕静强度试验应力示例172

（一）转8A摇枕静强度试验应力172

（二）202型转向架摇枕静强度试验应力172

四、货车铸钢摇枕的压吨试验标准与试验值173

（Ⅲ）侧架的设计与计算176

一、侧架的结构设计176

（一）侧架主要轮廓尺寸的确定176

（二）侧架断面尺寸及壁厚的确定177

（三）考虑结构的工艺性179

二、侧架的强度计算179

（一）静强度计算（力法）179

（二）疲劳强度计算181

三、侧架静强度试验应力示例181

（一）构架主要轮廓尺寸的确定183

一、构架的结构设计183

四、货车铸钢侧架压吨试验标准与试验值183

（Ⅳ）构架的设计与计算183

（二）构架断面尺寸及壁厚的确定184

（三）考虑结构的工艺性184

二、构架的强度计算187

（一）静强度计算（力法）187

（二）疲劳强度计算190

（Ⅴ）吊杆、吊轴的设计与计算191

（一）吊杆长度的确定191

一、摇枕吊杆、吊轴的结构设计191

（二）209（208）型转向架构架静强度试验应力191

（一）206（207）型转向架构架静强度试验应力191

三、构架静强度试验应力示例191

（二）吊轴的设计196

二、摇枕吊杆的强度计算197

（一）吊杆中部截面的计算197

（二）吊杆头部圆环部分的计算197

三、摇枕吊轴的强度计算198

（二）206（207）型转向架弹簧托梁的静强度试验应力199

四、摇枕吊杆、吊轴静强度试验应力示例199

（一）206（207）型转向架双片单节长吊杆的静强度试验应力199

（Ⅵ）弹性元件的设计与计算200

一、圆柱压缩螺旋弹簧200

（一）圆柱压缩螺旋弹簧轴向特性计算200

（二）圆柱压缩螺旋弹簧径向特性计算201

（三）组合螺旋弹簧的计算204

（三）空气弹簧橡胶囊的组成208

（二）空气弹簧的密封形式208

（一）空气弹簧的分类208

二、空气弹簧208

（四）空气弹簧的刚度计算209

（五）空气弹簧的减振阻尼计算211

（六）空气弹簧的强度计算212

三、橡胶弹簧214

（一）橡胶弹簧的静弹剪模数214

（二）橡胶弹簧的静弹性模数214

（五）橡胶弹簧的静刚度计算215

（三）橡胶弹簧的动弹性模数215

（四）橡胶弹簧的应力计算215

（六）橡胶弹簧的动刚度计算219

（七）橡胶弹簧的相似法则219

（八）橡胶的许用应力与许用应变219

四、扭杆弹簧220

（一）材料的选择220

（二）扭杆弹簧的载荷、刚度、变形及应力的计算220

（三）扭杆弹簧的端部形状和有效工作长度222

（四）许用应力223

（Ⅶ）车辆减振器的设计与计算223

一、车辆减振器的基本类型及主要特性223

二、摩擦减振器的设计与计算223

（一）常值摩擦力减振器的设计与计算223

（二）变摩擦力减振器的设计与计算225

（一）活塞杆直径d的确定227

（二）内缸筒直径D的确定227

三、液压减振器的设计与计算227

（三）活塞最大行程2l？的确定228

（四）节流系统的设计与计算229

（Ⅷ）轮对的设计与计算233

一、车轮的强度设计233

（一）车轮设计的一般原则233

（二）轮轨间接触应力的计算234

（三）车轮的有限单元法计算结果示例235

（四）车轮的断裂力学分析原则236

二、车轴的强度设计236

（一）车轴的简化计算237

（二）车轴疲劳强度的计算方法238

（三）提高车轴疲劳强度的措施245

三、轮对的压装247

（一）轮对压装的主要要求247

二、轴承额定寿命计算的基本公式248

一、轴承寿命计算的依据与定义248

（二）轮轴压装时的接触应力248

（Ⅸ）滚动轴承的寿命计算248

三、国际标准化组织（ISO/TC4）建议的轴承寿命计算新公式249

四、当量动负荷P的计算249

五、额定动负荷C的计算250

（x）转向架主要零部件的有限单元法计算示例251

一、202型转向架吊杆的计算251

二、UD5型转向架构架的计算251

三、转8A型侧架的计算253

五、UD5型转向架构架横梁的扭转计算255

四、转8A型摇枕的计算255

六、车轮的计算258

附录一、我国客车转向架主要技术参数汇总表261

附录二、我国货车转向架主要技术参数汇总表263

附录三、我国各型2D轴货车转向架结构型式、主要技术参数及试264

验状态表264

附录四、我国转向架的国家标准及铁道部部标准的目录265

附录五、货车通用件（转向架部分）目录266

附录六、客车通用件（转向架部分）目录269