用于铁道车辆的车轮的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种车轮，尤其涉及用于铁道车辆的车轮。
【背景技术】
[0002] 铁路车辆的车轮是铁路车辆中的关键部件，其外形与车辆的动力学性能密切相 关，影响列车的运行安全性，轮轨系统的磨耗等。长期以来，沿用传统的经验设计方法得到 的车轮，其外形，尤其是轮缘外侧和踏面外形无法与轨道精确匹配，车轮的动力学性能和接 触疲劳性能较差。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中传统的用于铁道车辆的车 轮，其外形无法与轨道精确匹配，车轮的动力学性能和接触疲劳性能较差等缺陷，提供一种 用于铁道车辆的车轮，该车轮的外形，特别是轮缘外侧和踏面的外形可与轨道精确匹配，使 车轮具有较好的动力学性能和接触疲劳性能。
[0004] 本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0005] -种用于铁道车辆的车轮，包括依次连接的轮缘、轮缘根部、踏面和踏面外侧，其 特点在于，所述踏面包括首尾依次连接的第一踏面圆弧段、踏面直线段和第二踏面圆弧 段；
[0006] 所述第一踏面圆弧段的一端与所述轮缘根部相连，所述第二踏面圆弧段的一端与 所述踏面外侧相连，且所述第一踏面圆弧段、踏面直线段和第二踏面圆弧段均与轨道的外 形相匹配。
[0007] 较佳地，所述第一踏面圆弧段的半径为538. 31mm ;
[0008] 所述第二踏面圆弧段的半径为91. 07mm ;
[0009] 所述踏面直线段为一水平直线，且所述踏面直线段的长度为9. 6mm。
[0010] 较佳地，所述轮缘根部包括首尾依次连接的第一根部圆弧段和第二根部圆弧段， 所述第一根部圆弧段的一端与所述轮缘相连，所述第二根部圆弧段的一端与所述第一踏面 圆弧段的一端相连，且所述第一根部圆弧段和第二根部圆弧段均与轨道的外形相匹配。 [0011] 较佳地，所述第一根部圆弧段的半径为17. 19mm，且所述第二根部圆弧段的半径为 142. 98mm〇
[0012] 较佳地，所述轮缘包括首尾依次连接的轮缘直线段、第一轮缘圆弧段、第二轮缘圆 弧段和第三轮缘圆弧段，且所述第三轮缘圆弧段与所述第一根部圆弧段的另一端相连。
[0013] 较佳地，所述第一轮缘圆弧段的半径为24mm ;
[0014] 所述第二轮缘圆弧段的半径为12mm ;
[0015] 所述第三轮缘圆弧段的半径为18mm。
[0016] 较佳地，所述踏面外侧包括相互连接的第一外侧直线段和第二外侧直线段，且所 述第一外侧直线段的一端与所述第二踏面圆弧段的一端相连。
[0017] 较佳地，所述第一外侧直线段的水平长度为29. 76mm，且所述第一外侧直线段的水 平长度与竖直长度的比值为16 :1 ;
[0018] 所述第二外侧直线段的水平长度为5mm、竖直长度为5mm。
[0019] 本实用新型的积极进步效果在于：
[0020] 所述轮缘根部和踏面的形状可实现与轨道的外形的精确匹配，当车轮的横向位移 较小时，车轮的轮径差较小，可使车轮在直线轨道上保持较高的稳定性，当车轮的横向位移 较大时，车轮的轮径差较大，以改善通过曲线轨道时的力学性能，减少磨耗，且使车轮具有 较好的接触疲劳性能。
【附图说明】
[0021] 图1为本实用新型的较佳实施例的用于铁道车辆的车轮的结构示意图。
[0022] 附图标记说明：
[0023] 轮缘：1
[0024] 轮缘根部：2
[0025] 踏面：3
[0026] 踏面外侧：4
[0027] 第一轮缘圆弧段的半径：Rl
[0028] 第二轮缘圆弧段的半径：R2
[0029] 第三轮缘圆弧段的半径：R3
[0030] 第一根部圆弧段的半径：R4
[0031] 第二根部圆弧段的半径：R5
[0032] 第一踏面圆弧段的半径：R6
[0033] 第二踏面圆弧段的半径：R7
[0034] 踏面直线段的长度：Ll
[0035] 第一外侧直线段的水平长度：L2
[0036] 第一外侧直线段的竖直长度：L3
[0037] 第二外侧直线段的水平长度：L4
[0038] 第二外侧直线段的竖直长度：L5
【具体实施方式】
[0039] 下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
[0040] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"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。
[0041] 一种用于铁道车辆的车轮，包括依次连接的轮缘、轮缘根部、踏面和踏面外侧。
[0042] 其中，轮缘根部和踏面的形状可实现与轨道的外形的精确匹配，并且，假定踏面与 轨道为单点接触，且以车轮相对于轨道无横向偏移量时的接触点作为x-y二维坐标系的坐 标原点〇时，轮缘、轮缘根部、踏面和踏面外侧在χ-y二维平面坐标系中的坐标值如下表1 所示。
[0043] 表1坐标值
CN 204870335 U 说明书 6/8 页
CN 204870335 U 说明书 7/8 页
[0049] 考虑到加工工艺及加工设备等现实因素，在表1所示的坐标值的基础上，对由坐 标值形成的车轮曲线进行拟合，以使得拟合后的车轮外形更适于加工制造。
[0050] 拟合设计后的车轮如图1所示，包括依次连接的轮缘1、轮缘根部2、踏面3和踏面 外侧4。
[0051] 踏面3包括首尾依次连接的第一踏面圆弧段、踏面直线段和第二踏面圆弧段。第 一踏面圆弧段的一端与轮缘根部相连，第二踏面圆弧段的一端与踏面外侧相连，且第一踏 面圆弧段、踏面直线段和第二踏面圆弧段均与轨道的外形相互匹配。
[0052] 其中，第一踏面圆弧段的半径R6为538. 31mm，第二踏面圆弧段的半径R7为 91. 07mm，踏面直线段为一水平直线，且踏面直线段的长度Ll为9. 6mm。
[0053] 轮缘根部2包括首尾依次连接的第一根部圆弧段和第二根部圆弧段，且第一根部 圆弧段的一端与轮缘相连，第二根部圆弧段的一端与第一踏面圆弧段的一端相连。
[0054] 其中，第一根部圆弧段的半径R4为17. 19mm，且第二根部圆弧段的半径R5为 142. 98mm〇
[0055] 轮缘1包括首尾依次连接的轮缘直线段、第一轮缘圆弧段、第二轮缘圆弧段和第 三轮缘圆弧段，且第三轮缘圆弧段与第一根部圆弧段的另一端相连。
[0056] 其中，第一轮缘圆弧段的半径Rl为24mm，第二轮缘圆弧段的半径R2为12mm，第三 轮缘圆弧段的半径R3为18mm〇
[0057] 踏面外侧4包括相互连接的第一外侧直线段和第二外侧直线段，且第一外侧直线 段的一端与第二踏面圆弧段的一端相连。
[0058] 其中，第一外侧直线段的水平长度L2为29. 76mm，且第一外侧直线段的水平长度 L2与竖直长度L3的比值为16 :1，第二外侧直线段的水平长度L4为5mm、竖直长度L5为 5mm 〇
[0059] 上述车轮中的轮缘根部2和踏面3的形状可实现与轨道的外形的精确匹配，当车 轮的横向位移较小时，车轮的轮径差较小，可使车轮在直线轨道上保持较高的稳定性，当车 轮的横向位移较大时，车轮的轮径差较大，以改善通过曲线轨道时的力学性能，减少磨耗， 使车轮具有较好的接触疲劳性能。
[0060] 虽然以上描述了本实用新型的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解， 这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员 在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改， 但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种用于铁道车辆的车轮，包括依次连接的轮缘、轮缘根部、踏面和踏面外侧，其特 征在于，所述踏面包括首尾依次连接的第一踏面圆弧段、踏面直线段和第二踏面圆弧段； 所述第一踏面圆弧段的一端与所述轮缘根部相连，所述第二踏面圆弧段的一端与所述 踏面外侧相连，且所述第一踏面圆弧段、踏面直线段和第二踏面圆弧段均与轨道的外形相 匹配。2. 根据权利要求1所述的用于铁道车辆的车轮，其特征在于，所述第一踏面圆弧段的 半径为538. 31mm; 所述第二踏面圆弧段的半径为91. 07mm; 所述踏面直线段为一水平直线，且所述踏面直线段的长度为9. 6mm。3. 根据权利要求1所述的用于铁道车辆的车轮，其特征在于，所述轮缘根部包括首尾 依次连接的第一根部圆弧段和第二根部圆弧段，所述第一根部圆弧段的一端与所述轮缘相 连，所述第二根部圆弧段的一端与所述第一踏面圆弧段的一端相连，且所述第一根部圆弧 段和第二根部圆弧段均与轨道的外形相匹配。4. 根据权利要求3所述的用于铁道车辆的车轮，其特征在于，所述第一根部圆弧段的 半径为17. 19mm，且所述第二根部圆弧段的半径为142. 98mm。5. 根据权利要求3所述的用于铁道车辆的车轮，其特征在于，所述轮缘包括首尾依次 连接的轮缘直线段、第一轮缘圆弧段、第二轮缘圆弧段和第三轮缘圆弧段，且所述第三轮缘 圆弧段与所述第一根部圆弧段的另一端相连。6. 根据权利要求5所述的用于铁道车辆的车轮，其特征在于，所述第一轮缘圆弧段的 半径为24mm; 所述第二轮缘圆弧段的半径为12mm; 所述第三轮缘圆弧段的半径为18mm。7. 根据权利要求1-6中任一项所述的用于铁道车辆的车轮，其特征在于，所述踏面外 侧包括相互连接的第一外侧直线段和第二外侧直线段，且所述第一外侧直线段的一端与所 述第二踏面圆弧段的一端相连。8. 根据权利要求7所述的用于铁道车辆的车轮，其特征在于，所述第一外侧直线段的 水平长度为29. 76mm，且所述第一外侧直线段的水平长度与竖直长度的比值为16 :1 ; 所述第二外侧直线段的水平长度为5mm、竖直长度为5mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于铁道车辆的车轮，包括依次连接的轮缘、轮缘根部、踏面和踏面外侧，所述踏面包括首尾依次连接的第一踏面圆弧段、踏面直线段和第二踏面圆弧段；所述第一踏面圆弧段的一端与所述轮缘根部相连，所述第二踏面圆弧段的一端与所述踏面外侧相连，且所述第一踏面圆弧段、踏面直线段和第二踏面圆弧段均与轨道的外形相匹配。本实用新型中的轮缘外侧和踏面的外形可与轨道精确匹配，使车轮具有较好的动力学性能和接触疲劳性能。
【IPC分类】B60B17/00
【公开号】CN204870335
【申请号】CN201520482207
【发明人】王生华, 沈钢, 丁亚琦, 陈朝, 向文明, 丰灿灿, 江海琳, 杨陈
【申请人】上海申通地铁集团有限公司, 同济大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月6日