径向转向架是相对传统转向架而言,具有径向调节功能的转向架径向 转向架能有效消除轮轨冲角!实现前后轮对摇头运动祸合,降低轮缘磨耗并 提升转向架性能,是一种能很好满足我国线路现状(小半径曲线较多)的转向架 形式 在研究分析了国内外径向转向架上常见的导向机构之后,本文提出了一 种不以转向架横向或者纵向的中心线对称分布的新型导向机构,称之为非对 称径向导向机构文中对非对称径向导向机构的导向原理从机构运动学的角 度进行了理论分析,通过机构函数综合验证了其满足径向转向架的导向要求 该RSSR-RSSR形式的机构具有非对称!空间布置灵活!适应性较强等特点, 能有效的解决在既有转向架基础上进行径向改造时,导向机构与既有转向架 部件发生干涉的难题 进行改造的主要工作是设计出非对称的径向导向机构,并对要改造的转 向架进行少量改动,使导向机构可以安装在被改造的转向架结构上文中首 先介绍的是机构设计的理论和方法,并应用机构功能分解组合拟定了所设计 导向机构的运动功能组合,即机构的运动链根据运动链和改造目标转向架 的空间结构确定了导向机构的简图和部分机构尺寸 本文研究了导向机构综合的方法,并引入了编程来解析机构的思路在 机构综合时采用了基于程序的机构数学模型运算在编程求解机构参数和对 机构做仿真计算时,充分考虑了方法的通用性,确保程序和方法可以用于其 他类似机构解析中机构解析完成后,本文对所设计的导向机构进行了具体 的机械结构设计,和相关部件的稳定性及强度校核,进一步讨论并验证了这 种设计方案的可行性 本文在理论研究的基础上,结合既有大功率传统转向架进行径向改造的 科研课题,提出了非对称径向导向机构的结构方案,并完成了相关的计算分 析从而验证了非对称径向导向机构应用于径向转向架的可行性,本文的研 究为既有转向架进行径向改造提供了一种新的改造思路 关键词:机车三轴转向架径向导向机构非对称RSSR 犷西南交通大学硕士研究生学位报告第日页 Abstract RadialBogie15arelativelynewkindofbogies,whieh15differentfrom traditionalbogies,withradialadjustmentfunetiononthebogie.Radialbogieean effeetivelyeliminatetheanglebetweenwheelandrail,redueeflangewearand imProvethePerformaneesofbogie.It15awell一formedbogietomeetChina,s currenisituationwhiehhasalotofsmall一radiuseurvesthanotherbogieforms. Afterstud外ngandanalyzingtheradial一orientedmeehanismsoneommon radialbogies,bodyinhomeandabroad,thisartielePresentsanewformof steeringmeehanismwhieh15notlaidaeeordingtobogie.5horizontalorvertieal symmetryaxisorientation,ealledas犯nmetriealradial一orientedmeehanism.hithe artiele,wehavedonethetheoretiealanalysisforguidingPrineiPlesof non一s势nmetricradialsteeringmeehanismfromkinematicsPointofview,verified theguidingrequirementsforradialbogiethroughmeehanismfunetion.The RSSR一RSSRwhieh15non一s犯nmetrieme,flexibleandadaPtive,eanbean effeetivesolutiontotheinterfereneebetweenradial一orientedmeehanismandthe existingbogieeomPonentswhenreformingtheradialonthebasisoftheexisting bogie. Themaintaskofreformingthebogie15todesignthenon一s丫mmetrie steeringmeehanism,andtodoasmallamountofehangetothebogie,50thatthe guidingmechanismeanbeinstalledonthereformedbogie.ThisPaperintroduees themechanismdesigntheoryandmethodsfirstly,andapPliesthemethodsof funetionaldeeomPositionandcombinationtostudyouttheKinematieehainofthe non一sylllmetriesteeringmeehanism.Aceordingtothekinematieehainsandthe sPatialstruetureofbogie,wedeterminethesehematiedrawingofthesteering meChanismandsomeofitsdimensions. ThisPaPerstudiesthemethodofMechanismS邓thesisonthesteering meehanism,andintrodueesProgrammestoanalyZemeehanism.w亡have 石西南交通大学硕士研究生学位报告第川页 eonsidereditsuniversalProPerty50thisProgramandmethodcanbeusedinother similareases.w七alsohavedonesomeeoneretemeehaniealdesign,eheekedthe stabilityandstrength,diseussedandverifiedthefeasibilityforthesteering mechanismwedesignedbefore. Onthebasisoftheoretiealstudyandeombinedwiththeexistingresearch- 一reformofthehigh一Powertraditionalbogie,theauthorPutsforwardthesehemeon non一sylllmetrieradialmeehanism,eomPletestherelevaniealculationandanalysis, andvalidatesthefeasibilityoftheuseofnon一s卿metrieradial一oriented meehanisminradialbogie.TheartieleProvidesanewideaforthereformofthe existingradialbogie. Keywords:loeomotive:three一axlebogie:radial:steeringmeehanism;asymmetrie; RSSR西南交通大学硕士研究生学位报告第IV页 目录 第1章绪论........................................................................................................1 1.1课题的选题背景和研究意义.....................................................................1 1.2国内外的研究情况.....................................................................................2 1.3本文的研究内容.........................................................................................3 1.4课题的创新性..,.二,...............,......................................................4 第2章径向转向架导向机构工作原理和机构设计的方法............................5 2.1径向转向架导向机构工作原理.................................................................5 2.1.1径向转向架种类划分和导向原理......................................................5 2.1.2成熟机车径向转向架简介..................................................................6 2.2机构设计方法介绍.....................................................................................9 2.2.1机构设计理论简介和发展现状..........................................................9 2.2.2机构综合简介和方法........................................................................10 2.3机构设计中的运动链................................................................................H 第3章非对称径向导向机构机构设计..........................................................14 3.1导向机构的设计准则...............................................................................14 3.2非对称径向导向机构运动分析...............................................................巧 3.3机构的形式综合.......................................................................................16 3.3.1非对称导向机构的运动链................................................................16 3.3.2由运动链确定机构形式....................................................................18 3.4本章小结...................................................................................................21 第4章非对称径向导向机构综合..................................................................22 4.1导向机构的相关计算...............................................................................22 4.2用解析法求解机构...................................................................................24 4.2.1空间连杆机构的运动分析................................................................25 4.2.2机构受力平衡问题的分析及部分尺寸的确定...............................27 字西南交通大学硕士研究生学位报告第V页 4.2.3第一RSSR机构的机构分析和确定................................................30 4.2.4第二RSSR机构通过RSSR函数机构的综合确定........................31 4.3基于MATLAB编程的机构综合...............................................................33 4.3.1编程计算曲线半径与轮对偏转关系................................................33 4.3.2编程求解机构的尺寸值....,........................................................34 4.3.3机构的编程仿真和检验....................................................................36 4.4两种方法比较确定机构...............................,.....................................38 4.5本章小结...................................................................................................39 第5章非对称径向导向机构结构设计..........................................................40 5.1摆臂的设计...............................................................................................41 5.1.1摆臂上端的结构设计.......................................................................42 5.1.2摆臂中部与轴箱拉杆连结处设计...................................................42 5.1.3摆臂底部运动副设计和摆臂总体...................................................44 5.2回转臂的设计...........................................................................................45 5.2.1回转臂主体部分设计........................................................................46 5.2.2回转臂盖设计....................................................................................49 5.3机构的力分析和导向