车轮、轮对、转向架及轨道列车的制作方法

本实用新型属于轨道列车转向架领域，尤其涉及一种车轮、轮对、转向架及轨道列车。

背景技术：

转向架安装于轨道列车的车体下方，起到支承车体、实现轨道列车运行功能等作用。轮对是转向架的主要部件之一，轮对由车轴和两个相同的车轮组成。降低铁道车辆的弹簧下重量尤其是车轮重量不仅可以减轻轮轨间的振动冲击，延长铁路车辆与轨道的使用寿命，而且可以降低轮轨辐射噪声,改善乘坐舒适度与周围居住环境的影响。

目前，现有的车轮如附图1所示，包括轮毂1′、轮辋2′、踏面3′、轮缘4′和腹板5′。轮毂1′与车轴相连接，轮辋2′外表面形成有踏面3′和轮缘4′，腹板5′连接轮毂1′和轮辋2′。腹板类型包括直腹板、s形腹板以及波浪形腹板等多种，但是腹板5′均设计为“两头大中间小”的结构形式。这种结构形式的车轮不仅质量较大，而且由于腹板面积大，振动辐射噪声严重。

技术实现要素：

针对现有的车轮重量偏大且辐射噪声突出的技术问题，本实用新型提供了一种车轮，能够有效减轻车轮的重量，同时保证车轮的刚度和强度，并降低车轮的辐射噪声。本实用新型还提供一种轮对、转向架和轨道列车。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种车轮，包括：

轮毂，所述轮毂与车轴相连接，所述轮毂具有中心轴线；

轮辋，所述轮辋设置于所述轮毂外的同心圆周上，所述轮辋外表面形成踏面和轮缘；

支撑架组件，所述支撑架组件位于所述轮毂与所述轮辋之间，所述支撑架组件连接所述轮毂与所述轮辋。

进一步，所述支撑架组件包括：

至少两个第一支撑架，所述第一支撑架连接于所述轮毂与所述轮辋之间，所述第一支撑架以所述中心轴线为中心呈辐射状均匀设置，所述第一支撑架包括：

第一竖向支撑部，所述第一竖向支撑部连接所述轮毂与所述轮辋；

第二竖向支撑部，所述第二竖向支撑部连接所述轮毂与所述轮辋；

第一横向支撑部，所述第一横向支撑部横向连接所述第一竖向支撑部和所述第二竖向支撑部。

进一步，所述第一支撑架的数量为奇数。

进一步，所述第一支撑架的数量为9或11或13。

进一步，所述第一竖向支撑部与所述第二竖向支撑部为直线结构。

进一步，所述第一支撑架的数量为偶数；所述支撑架组件还包括：

至少两个第二支撑架，所述第二支撑架以所述中心轴线为中心呈辐射状均匀设置，所述第二支撑架与所述第一支撑架间隔均匀设置，所述第二支撑架包括：

第三竖向支撑部，所述第三竖向支撑部连接所述轮毂与所述轮辋，所述第三竖向支撑部与所述第一竖向支撑部相邻设置；

第四竖向支撑部，所述第四竖向支撑部连接所述轮毂与所述轮辋，所述第四竖向支撑部与所述第二支撑部相邻设置；

第二横向支撑部，所述第二横向支撑部连接所述第三竖向支撑部和所述第四竖向支撑部。

进一步，所述第一支撑架的数量为8或10或12。

进一步，所述第一横向支撑部与所述中心轴线的距离为第一距离，所述第二横向支撑部与所述中心轴线的距离为第二距离，所述第一距离不等于所述第二距离。

进一步，所述第一横向支撑部分别与所述第一竖向支撑部和所述第二竖向支撑部圆弧过渡连接，圆弧过渡连接处具有第一圆弧过渡角；所述第二横向支撑部分别与所述第三竖向支撑部和所述第四竖向支撑部圆弧过渡连接，圆弧过渡连接处具有第二圆弧过度角；所述第一圆弧过度角不等于所述第二圆弧过度角。

进一步，所述第一竖向支撑部为非直线结构，所述第四竖向支撑部为非直线结构。

进一步，所述支撑架组件与所述轮毂和所述轮辋相对齐设置。

进一步，还包括连接板，所述连接板沿周向设置于所述支撑架组件与所述轮毂之间。

进一步，还包括连接板，所述连接板沿周向设置于所述支撑架组件之间。

一种轮对，包含上述任一项所述的车轮。

一种转向架，包括上述轮对。

一种轨道列车，包括上述转向架。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型所提供的车轮，包括轮毂、轮辋和支撑架组件。轮毂与车轴相连接，轮毂具有中心轴线。轮辋设置于轮毂外的同心圆周上，轮毂外表面形成踏面和轮缘。支撑架组件位于轮毂和轮辋之间，支撑件连接轮毂和轮辋。本实用新型所提供的车轮，使用支撑架组件作为轮毂和轮辋之间的连接结构，与现有技术中采用腹板结构的车轮相比，具有更高的强度和刚度，且减轻了车轮的重量，进一步改善了车轮的振动与声辐特性。同时，本实用新型所提供的车轮，与现有技术中采用腹板结构的车轮相比，支撑架组件减小了噪声辐射面的面积，从而减小了车轮的噪声，进一步提高了轨道列车的运行品质与乘坐舒适性。

附图说明

图1为现有技术中车轮的剖视结构示意图；

图2为第二实施例所提供的车轮的剖视结构示意图；

图3为第四实施例所提供的车轮的剖视结构示意图；

图4为第七实施例所提供的车轮的剖视结构示意图；

图5为第八实施例所提供的车轮的剖视结构示意图。

对附图标记进行具体说明：

1、轮毂；

2、轮辋；

3、轮缘；

4、踏面；

51、第一支撑架；511、第一竖向支撑部；512、第二竖向支撑部；513、第一横向支撑部；

52、第二支撑架；521、第三竖向支撑部；522、第四竖向支撑部；523、第二横向支撑部；

6、连接板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型具体实施例中的技术方案进行详细、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型总的技术方案的部分具体实施方式，而非全部的实施方式。基于本实用新型的总的构思，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都落于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

针对现有的车轮减轻重量的同时降低刚度和强度且辐射噪声较大的技术问题，本实用新型提供了一种车轮，能够有效减轻车轮的重量，同时保证车轮的刚度和强度，并降低车轮的辐射噪声。本实用新型还提供一种轮对、转向架及轨道列车。下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案作具体说明。

第一实施例

第一实施例提供一种车轮，包括：

轮毂1，轮毂1与车轴相连接，轮毂1具有中心轴线；

轮辋2，轮辋2设置于轮毂1外的同心圆周上，轮辋2外表面形成踏面4和轮缘3；

支撑架组件5，支撑架组件5位于轮毂1与轮辋2之间，支撑架组件5连接轮毂1与轮辋2。

第一实施例所提供的车轮，包括轮毂1、轮辋2和支撑架组件5。轮毂1与车轴相连接，轮毂1具有中心轴线。轮辋2设置于轮毂1外的同心圆周上，轮辋2外表面形成踏面4和轮缘3。支撑架组件5位于轮毂1和轮辋2之间，支撑架组件5连接轮毂1和轮辋2。第一实施例所提供的车轮，使用支撑架组件5作为轮毂1和轮辋2之间的连接结构，与现有技术中采用腹板结构的车轮相比，具有更高的强度和刚度，且减轻了车轮的重量，进一步改善了车轮的振动与声辐特性。同时，第一实施例所提供的车轮，与现有技术中采用腹板结构的车轮相比，支撑件组件3减小了噪声辐射面的面积，从而减小了车轮的振动辐射噪声，进一步提高了轨道列车的运行品质与乘坐舒适性。

具体地说，参考附图2，第一实施例所提供的车轮，包括轮毂1、轮辋2和支撑架组件5。轮毂1通过支撑架组件5与轮辋2相连接。

轮毂1与车轴相连接，轮毂1具有中心轴线。

轮辋2设置于轮毂1外的同心圆周上，轮辋2外表面形成踏面4和轮缘3。

支撑架组件5包括至少两个第一支撑架51，第一支撑架51连接于轮毂1和轮辋2之间，第一支撑架51以中心轴线为中心呈辐射状均匀设置。

作为优选，支撑架组件5与轮辋2和轮毂1相对齐设置。第一实施例所提供的车轮，轮辋2、支撑架组件5和轮毂1轴向尺寸的突变较小，减小了轮辋2、支撑架组件5和轮毂1之间的气动压力差，从而降低了轨道列车运行时车轮周围的风阻。

具体地，第一支撑架51包括第一竖向支撑部511、第二竖向支撑部512和第一横向支撑部513。第一竖向支撑部511为肋柱结构，第一竖向支撑部511连接轮毂1与轮辋2。第二竖向支撑部512为肋柱结构，第二竖向支撑部512连接轮毂1和轮辋2。第一横向支撑部513连接第一竖向支撑部511和第二竖向支撑部512，进一步加强了支撑架组件5的刚度和强度。

作为进一步优选，为进一步加强支撑架组件5的刚度与强度，第一竖向支撑部511和第二竖向支撑部512为直线结构。

第一实施例还提供一种轮对，包含上述车轮。

第一实施例还提供一种转向架，包括上述轮对。

第一实施例还提供一种轨道列车，包括上述转向架。

第二实施例

在第一实施例的基础上，第二实施例所提供的车轮具有非轴对称性，从而减小了车轮运转时的单一性，减缓车轮多边形化的趋势。

具体地说，第二实施例所提供的车轮，第一支撑架51的数量为奇数，使得第一实施例所提供的车轮具备非轴对称性，从而减小了车轮运转时的单一性，减缓车轮多边形化的趋势。

作为优选，第一支撑架51的数量为9或11或13。

第三实施例

参考附图3，为第三实施例所提供车轮。第三实施例与第二实施例的区别之处在于：第一支撑架51的数量为偶数，且支撑架组件5还包括第二支撑架52，第二支撑架52与第一支撑架51间隔均匀设置。

具体地说，第一支撑架51的数量为偶数，尤其优选为8或10或12。第二支撑架52包括第三竖向支撑部521、第四竖向支撑部522和第二横向支撑部523。第三竖向支撑部521为肋柱结构，第三竖向支撑部521连接轮毂1与轮辋2，第三竖向支撑部521与第一支撑架51的第一竖向支撑部511相邻设置。第四竖向支撑部522为肋柱结构，第四竖向支撑部522连接轮毂1和轮辋2，第四竖向支撑部522与第一支撑架51的第二竖向支撑部512相邻设置。第二横向支撑部523连接第三竖向支撑部521和第四竖向支撑部522，进一步加强了支撑架组件5的刚度和强度。

第四实施例

在第三实施例的基础上，第四实施例所提供的车轮具有非轴对称性，从而减小了车轮运转时的单一性，减缓车轮多边形化的趋势。

具体地说，第四实施例所提供的车轮，第一横向支撑部513与中心轴线的距离为第一距离，第二横向支撑部523与中心轴线的距离为第二距离，第一距离不等于第二距离。第二实施例所提供的车轮，由于第一距离与第二距离不等，使得第二实施例所提供的车轮不具备轴对称性，从而减小了车轮运转时的单一性，减缓车轮多边形化的趋势。

第五实施例

在第三实施例的基础上，第五实施例所提供的车轮具有非轴对称性，从而减小了车轮运转时的单一性，减缓车轮多边形化的趋势。

具体地说，第五实施例所提供的车轮，第一横向支撑部513分别与第一竖向支撑部511和第二竖向支撑部512圆弧过渡连接，圆弧过渡连接处具有第一圆弧过渡角；第二横向支撑部523分别与第三竖向支撑部521和第四竖向支撑部522圆弧过渡连接，圆弧过渡连接处具有第二圆弧过度角；第一圆弧过度角不等于第二圆弧过度角。

第六实施例

在第三实施例的基础上，第六实施例所提供的车轮具有非轴对称性，从而减小了车轮运转时的单一性，减缓车轮多边形化的趋势。

第六实施例提供一种车轮。第一竖向支撑部511为非直线结构，第四竖向支撑部522为非直线结构。第六实施例所提供的车轮，具备非轴对称性，从而减小了车轮运转时的单一性，减缓车轮多边形化的趋势。

第七实施例

在第一实施例至第六实施例的基础上，第七实施例还能够改善支撑架组件5的应力集中现象，进一步提高车轮的可靠性。

具体地说，第七实施例提供一种车轮，还包括连接板，连接板沿周向设置于支撑架组件与轮毂之间。

第八实施例

在第一实施例至第六实施例的基础上，第八实施例还能够改善支撑架组件5的应力集中现象，进一步提高车轮的可靠性。

具体地说，第八实施例还提供一种车轮，还包括连接板，连接板沿周向设置于支撑架组件之间。更为具体地说，连接板沿周向设置于第一支撑架51之间，或连接板沿周向设置于第一支撑架51和第二支撑架52之间。