0039] 图8实际线路不同钢轨廓形示意图
【具体实施方式】
[0040] 在原始车轮踏面的基础上进行改良设计，首先，通过大量的轮轨匹配仿真试验，找 出车轮踏面与不同钢轨廓形匹配的轮轨接触关系，通过轮轨接触关系分析，找到车轮踏面 常用工作区，选择优化车轮踏面常用工作区（_15_~15_)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. 5_，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⑶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。
[0041] 具体做法即优化车轮踏面的各特征点的描述如下：
[0042] (1)、确定坐标系0ΧΥ，0为坐标原点，0X和0Y为坐标轴，0X轴为优化车轮踏面基 线；
[0043] (2)、从点D (d5, 0)画直线段DC，斜度为L1，水平投影长度为d4 ;
[0044] (3)、画直线段CB，斜度为L2,水平投影长度为d3 ;
[0045] (4)、画直线段BA为dlxd2的倒角；
[0046] (5)、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01点；
[0047] (6)、把已画出的轮廓线AB⑶E从交点01垂向平移到原点0 ;
[0048] (7)、以E点为切点画半径为R2的圆弧EF ;
[0049] (8)、以圆弧EF的圆心画半径为R2-R3的圆，以点02(-dll+d8，d7)为圆心画半径 为R3的圆，两圆交与03点，再以03点为圆心画半径为R3的圆弧FG ;
[0050] (9)、画与圆弧FG相切并与X轴成a角度的直线段GH ;
[0051] (10)、从点1^(-(111，0)画一条与父轴垂直的直线段此；
[0052] (11)、以点04(-dll+dl0，d9-R5)为圆心画半径为R5的圆弧IJ;
[0053] (12)、以R4为半径，画与直线GH和圆弧IJ相切的圆弧HI ;
[0054] (13)、以R6为半径，画与直线KL和圆弧IJ相切的圆弧JK ;
[0055] (14)、顺序连接各特征点画出的轮廓线AB⑶EFGHIJKL即为优化车轮踏面的外形。
[0056] 各特征点具体参数为：L1 = 1:20, L2 = 1:15, R1 = 305mm，R2 = 160mm，R3 = 15. 5mm，R4 = 20mm，R5 = 10mm，R6 = 25mm，a = 700，dl = 5mm，d2 = 5mm，d3 = 30mm，d4 =23mm，d5 = 7mm，d6 = 16mm，d7 = 10mm，d8 = 32. 5mm，d9 = 28mm，dlO = 16mm，dll = 70mm〇
【主权项】
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. 5_，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，0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dlxd2的倒角； (5) 、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01 占. (6) 、把已画出的轮廓线ΑΒ⑶Ε从交点01垂向平移到原点0 ; (7) 、以Ε点为切点画半径为R2的圆弧EF; ⑶、以圆弧EF的圆心画半径为R2-R3的圆，以点02(-dll+d8,d7)为圆心画半径为R3 的圆，两圆交与03点，再以03点为圆心画半径为R3的圆弧FG; (9)、画与圆弧FG相切并与X轴成a角度的直线段GH; (1〇)、从点L(-dll，0)画一条与X轴垂直的直线段KL; (11) 、以点04(-dll+dl0,d9-R5)为圆心画半径为R5的圆弧IJ; (12) 、以R4为半径，画与直线GH和圆弧IJ相切的圆弧HI; (13) 、以R6为半径，画与直线KL和圆弧IJ相切的圆弧JK; (14) 、顺序连接各特征点画出的轮廓线AB⑶EFGHIJKL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°，dl= 5mm,d2 = 5mm,d3 = 30mm,d4 = 23mm,d5 =7mm,d6 = 16mm,d7 = 10mm,d8 = 32. 5mm,d9 = 28mm,dlO= 16mm,dll= 70mm〇
【专利摘要】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。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105354384
【申请号】CN201510765580
【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
【申请人】西南交通大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月11日