第02章轨道交通车辆总体设计
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1、兰州交通大学机电学院兰州交通大学机电学院商跃进商跃进第二章 车辆总体设计第第1 1节节 车辆总体设计概述车辆总体设计概述第第2 2节节 车辆总体参数设计车辆总体参数设计第第3节节 车辆总体布置设计车辆总体布置设计第第4节节 车辆总体设计相关计算车辆总体设计相关计算第第5 5节节 转向架总体设计转向架总体设计第1节 车辆总体设计概述1.1. 车辆总体设计原则车辆总体设计原则2. 2. 车辆总体设计内容车辆总体设计内容3. 车辆总体设计的具体工作车辆总体设计的具体工作4. 主要组成部件的设计要求主要组成部件的设计要求1. 车辆总体设计原则 1.应满足设计任务书所提出的基本要求。应满足设计任务书所提
2、出的基本要求。这些要求包括:必须保证车辆具有合理的技术经济参数、车辆与线路相互作用的条件、运行的安全性、结构的运用可靠性和耐久性。此外，还应考虑车辆限界、允许轴重、车钩纵向中心线距轨面的高度等因素。 2.设计上要做到安全可靠、方便使用、利于修造、美观舒适、经济合理，设计上要做到安全可靠、方便使用、利于修造、美观舒适、经济合理，技术先进。应采用具有现代化气息和时代感。技术先进。应采用具有现代化气息和时代感。3.要积极采用和发展新技术、新工艺、新材料要积极采用和发展新技术、新工艺、新材料;要贯彻一切通过试验的原则要贯彻一切通过试验的原则;4. 设计中应尽量采用标准件、通用件。设计中应尽量采用标准件
3、、通用件。简化配件规格，考虑成批生产的可能性;5.选用材料的规格、牌一号要力统求简化，要立足于国内市场供应。学习和选用材料的规格、牌一号要力统求简化，要立足于国内市场供应。学习和借鉴国外的先进技术和经验要同创新相结合的原则。借鉴国外的先进技术和经验要同创新相结合的原则。6.节省能源和轻量化设计，适应环境影响的各种要求设计。节省能源和轻量化设计，适应环境影响的各种要求设计。 2.车辆总体设计内容 车辆总体设计是一种带规划性质的设计，其目的是要说车辆总体设计是一种带规划性质的设计，其目的是要说明该车能否满足设计技术任务书中提出来的各项功能要求，明该车能否满足设计技术任务书中提出来的各项功能要求，以
4、及通过什么措施或方法来协调设计中出现的各种各样的矛以及通过什么措施或方法来协调设计中出现的各种各样的矛盾或问题。车辆总体设计的工作内容贯穿在整个设计的各个盾或问题。车辆总体设计的工作内容贯穿在整个设计的各个阶段。阶段。车辆总体设计主要包括两个方面的内容，即：车辆总体设计主要包括两个方面的内容，即：（1）车辆总体参数设计）车辆总体参数设计（2）车辆总体布置设计）车辆总体布置设计3. 车辆总体设计的任务 动车组总体设计内容包括动车组总体设计内容包括:1.确定动车组的组成方式、牵引与制动性能、结构形式、主要结确定动车组的组成方式、牵引与制动性能、结构形式、主要结构参数和性能参数。构参数和性能参数。2
5、.选好标准部件和借用部件。如车钩缓冲装置的选用。选好标准部件和借用部件。如车钩缓冲装置的选用。3.确定各部分的尺寸和位置，进行重量均衡估算；考虑特殊零部确定各部分的尺寸和位置，进行重量均衡估算；考虑特殊零部件的结构型式、主要尺寸；活动件的运动范围分析，确定部件间连件的结构型式、主要尺寸；活动件的运动范围分析，确定部件间连接形式或安装方式等。接形式或安装方式等。4.绘出车辆总体布置图。对于客车包括平面布置图、立面布置图绘出车辆总体布置图。对于客车包括平面布置图、立面布置图以及车下设备的布置图。以及车下设备的布置图。5.制定各主要部件的设计要求。制定各主要部件的设计要求。6.协调和解决各组成部件在
6、设计中出现的矛盾和问题。协调和解决各组成部件在设计中出现的矛盾和问题。 4.主要组成部件的设计要求动车组各主要组成部件的设计要求一般包括动车组各主要组成部件的设计要求一般包括: 车体：车体： 车体及其各主要组成的结构形式和设计要求;关键性梁柱的断面形状和尺寸;结构的材质和要求;重量控制;内墙板、地板、车顶内顶板和间壁的材质、色调和特殊要求等。中空挤压型材整体承载车体。中空挤压型材整体承载车体。 转向架：转向架：转向架的结构形式转向架的结构形式主要取决于弹簧悬挂装置、牵引电机和齿轮传动装置、制动装置的组成及其布置等。对新开发设计转向架，应提出转向架的设计技术任务书。如采用现有转向架，应指明型号。
7、 牵引电动机与齿轮传动装置：牵引电动机与齿轮传动装置：牵引电动机的选型与全悬式安装全悬式安装 (架悬式或体悬式)，与齿轮传动装置的连接方式等。 制动系统：制动系统：电制动、基础制动等主要型号和结构形式;制动装置部件和制动管路的布置和设计要求等。动车组必须采用能提供强大制动力并更好利用粘着的、由多个子系统组成的复合制动系统复合制动系统。 车钩缓冲装置：车钩缓冲装置：车钩缓冲器、密接式车钩密接式车钩及电气和风管连接器的型号。 车内设备：车内设备：客车的门窗、桌椅、行李架等的设计要求和美工工艺、材质等，轻型舒适。轻型舒适。 客车给水、采暖、卫生和空调设备：客车给水、采暖、卫生和空调设备：水箱的容量、
8、数量、形式和安装位置;采暖设施的结构类型;洗脸盆、洗手器、便器形式和布置，给水管路的设计要求;空调装置的结构形式、主要参数，部件的布置.风道的结构形式和控制系统。 辅助电气设备：辅助电气设备： 辅助整流装置、蓄电池、充电机的型号;照明灯具和其他用电器具的结构形式;其他特殊的电器设备;如列车播音、电视、显示器等的设计要求。第2节 车辆技术参数设计 车辆的技术参数是指车辆技术规格的某些指标，是从总体上表征车辆性能及结构的一些数字。车辆的主要技术参数，一般包括性能参数和主要尺寸。（一）（一） 性能参数确定性能参数确定 即技术经济指标，包括：自重、轴重、定员、即技术经济指标，包括：自重、轴重、定员、舒
9、适性等舒适性等（二）尺寸参数确定（二）尺寸参数确定长度方向尺寸包括车辆定距、转向架固定轴距、车辆全长等；长度方向尺寸包括车辆定距、转向架固定轴距、车辆全长等；车辆宽度方向的尺寸主要受限界的严格控制；车辆宽度方向的尺寸主要受限界的严格控制；高度方向尺寸包括车钩高、地板面高、车辆最大高度。高度方向尺寸包括车钩高、地板面高、车辆最大高度。方法：类比选择，计算验证。方法：类比选择，计算验证。（一） 性能参数确定 技术经济指标是一种由许多因素影响的综合性指标，因此必须统筹兼顾影响它的各种因素，同时全面考虑运输成本，提高车辆运行速度，应有适当的技术贮备。 车辆主要技术经济参数包括车辆主要技术经济参数包括:
10、车辆载重，自重，轴数车辆载重，自重，轴数/轴重，客车定员，轴重，客车定员，车辆车辆最高试验速度最高试验速度/ /最高运行速度最高运行速度等。为了能对各种车辆的性能进行比较，可等。为了能对各种车辆的性能进行比较，可采用一些比参数采用一些比参数:如车体比容积，每延米轨道载重，客车每一定员所占车辆自如车体比容积，每延米轨道载重，客车每一定员所占车辆自重等参数。重等参数。1.货车的技术经济指标设计货车的技术经济指标设计2.客车的技术经济指标设计客车的技术经济指标设计3.CRH动车组的主要技术特征动车组的主要技术特征最高试验速度：最高试验速度：最高试验速度是指车辆设计时，按安全及结构强度等条件所允许的车
11、辆最高行驶速度。最高运行速度：最高运行速度：除满足上述安全及结构条件外，还必须满足连续以该速度运行时车辆有足够良好的运行性能。以往常用“构造速度”作为参数，因其概念不够明确，现多以“最高试验速度”和“最高运行速度”来替代它。1、货车的技术经济指标设计一、合理选定自重系数一、合理选定自重系数 自重系数是运送每单位标记载重所需的车辆自重。从单纯的技术观自重系数是运送每单位标记载重所需的车辆自重。从单纯的技术观点来看，因为机车牵引的车辆自重是一种无效重量，并不产生经济效益，点来看，因为机车牵引的车辆自重是一种无效重量，并不产生经济效益，车辆的自重系数显然愈小愈好。车辆的自重系数显然愈小愈好。自重系数
