内容简介：: 兰州交通大学毕业设计（论文)摘要 CW-200K型转向架为无摇枕结构，取消了传统结构的悬吊件，由大变位空气弹簧直接支撑车体。其中制动盘为两盘，动力学参数按160km/h要求重新进行了优化。设计中尽可能采用无磨耗结构，因此使转向架结构简单、可靠性强、易维修。CW-200K型电力机车转向架主要由构架、轮对装配、轴箱、基础制动装置和附件装配等组成，本文本文主要介绍了CW-200K系列转向架的发展方向和发展概况，介绍了CW-200K型客车车转向架的基本结构并简述了CW-200K型转向架的主要组成零部件的特点与要求。运用Solidworks三维建模软件进行CW200K型客车转向架各零部件的建模，熟悉各个零部件的结构特点；根据CW-200K型转向架的实际结构，对实验室中CW-200K转向架的实体模型进行测量，记录各个零部件的尺寸参数在Solidworks三维建模软中对CW200K型客车转向架的各零部件的建模；熟悉各个零部件的组装，在此基础上，然后运用Solidworks三维建模软件进行转向架各个零部件的三维建模；并对主要零部件进行了静强度分析的计算，总结了该转向架结构特点，满足运行要求。关键字: 转向架；三维建模；虚拟装配；强度分析Abstract CW-200K Bogie Bolster is no structure to cancel the traditional structure of the suspension parts, air springs directly from big-bit support for the body. Which is two brake discs, kinetic parameters at 160km / h require re-optimized.As far as possible in the design of using structure without abrasion,thus make the bogie of simple structure,high reliability,reasy maintenance. CW-200K mainly by electric locomotive bogie frame, wheel assembly, axle, foundation brake assembly components and accessories, this paper carried out a CW-200K bogie dimensional modeling various components, virtual assembly and strength analysis.In this paper,this article mainly introduced the development direction of the CW-200K series bogie are introduce the basic structure and the main composition of the CW-200K type passenger of the CW-200K type boie characteristics and requirement of parts.Using the solidworks 3-D modeling software for the CW-200K type modeling of parts of the passenger car bogie ,familiar with the structure characteristics every parts and components.Accoring to the actual of the CW-200K type bogie,in the laboaratory to messure the solid model of hte CW-200K type bogie,record the dimensional parameters of the various parts in Solidworks 3-D modeling sofrware for the CW-200K type parts of the passenger car bogie modeling.Familar with the various parts of assemble,on this basis,then use Solidworks 3-D modeling software for 3-D modeling of every parts and components in the bogie.And main components of a static strength analysis calculation,summarizes the bogie structure,meet the operation requirements.Key words: Bogie; 3D Modeling; Virtual Assembly;strength analysis 目录1. 绪论11.1研究背景11.2 CW-200K型转向架11.2.1 转向架11.2.2主要技术参数21.3 研究的主要内容31.4 国内外用运Solidworks 进行建模的方法31.5 Solidworks简介42. CW200K型转向架各零部件的实体建模52.1 三维建模介绍52.2 构架52.3轴箱定位装置172.3.1 轮对182.3.2 弹簧装置192.3.3 轴端安装202.3.4 节点装置232.4中央悬挂装置253. CW200K转向架的各零部件的虚拟装配313.1 虚拟装配介绍313.2 轮对装配313.3 轴箱定位的装配323.4 中央悬挂装置的装配344. CW-200K型客车转向架主要零部件强度分析374.1 SolidWorks有限元强度分析软件的介绍374.1.1 有限元的发展374.1.2 有限元法在机械工程中的应用374.2 CW-200K型客车转向架轮对的强度分析384.3 CW-200K型客车转向架车轴的强度分析384.4 CW-200K型客车转向架一系轴箱弹簧装置的强度分析395 转向架工程图425.1 基于SolidWorks对工程图的介绍425.1.1 基本术语425.1.2 视图425.2 CW-200K转向架主要零件工程图的绘制425.2.1 车轴工程图的绘制435.2.2 车轮工程图的绘制445.3 CW-200K转向架主要基本装配工程图的绘制445.3.1 构架455.3.2 轮对装配体465.4 CW-200K转向架总装配47总结48致谢49参考文献50III兰州交通大学毕业设计（论文)1. 绪论1.1研究背景 CW-200型转向架是长客股份公司生产的一种用于200 km/h 的客车用转向架，采用无摇枕、无摇动台结构，并装有抗蛇形减振器，中央悬挂采用空气弹簧，轴箱悬挂采用转臂式定位，并装有垂向减振器。基础制动装置采用每轴二个制动单元盘单元和电子防滑器。CW-200K型转向架是在CW-200型转向架的基础上专门为适用于160km/h速度等级发展起来。CW-200型转向架是长客公司在借鉴各国先进转向架基础上，自主研制开发的，在研制过程中得到了铁道科学研究院和各个铁路院校的技术支持。该型转向架经历十余年的研制开发、试制生产、形式试验、正线试验，现已完善成熟，成为我厂主型转向架，按速度级CW-200型转向架分为300km/h、200km/h、160km/h和120km/h四种。每个速度级的转向架在研究、设计过程中，均进行了如下计算和试验：构架及各种吊座的强度计算和1000万次疲劳试验；转向架动力学性能计算；试验台滚振试验、环行道试验和正线试验及运行考核，使参数更加优化，设计结构更加合理，从而保证了转向架具有优良的性能且方便检修。CW-200K型转向架为无摇枕结构，取消了传统结构的悬吊件，由大变位空气弹簧直接支撑车体。其中制动盘为两盘，动力学参数按160km/h要求重新进行了优化。设计中尽可能采用无磨耗结构，因此使转向架结构简单易维修。1.2 CW-200K型转向架1.2.1 转向架 CW-200K转向架基本结构为无摇枕、无摇动台、无旁承型式。轴箱定位采用可分离式轴箱转臂定位方式。中央悬挂采用空气弹簧及减振器。牵引方式为单牵引拉杆。基础制动为每轴两制动盘的单元制动方式。转向架主要由构架组成、轴箱定位装置、中央悬挂装置、盘形制动装置及轴温报警装置部分组成。它秉承了现代客车转向架的“五大任务”：1. 承载车体上部的全部质量。 2.保证必要的粘着，并把轮轨接触处产生的轮周牵引力传递给车体、车钩，牵引车列前进。转向架产生必要的制动力，以便使车辆在规定的制动距离内停车。3.提高车辆运行的平稳性。这是因为当车辆运行在不平线路时，转向架可使车体的垂直位移量减小，使车辆运行比较平稳。同时，在转向架上可装设弹簧减振装置，可以缓和或减小垂直和水平方向的振动，从而进一步提高了车辆运行的平稳性。4.保证车辆能顺利通过曲线和道岔。5.保证车辆在牵引力、制动力和各种外力的作用下的安全运行。1.2.2主要技术参数轨距： 1435mm限界：符合GB146.1-83车限1B运行速度： 170km/h试验速度： 200km/h轴距： 2500mm轴重： 15.5t通过最小曲线半径：车辆连挂时：145m 单车调车时：100m轮对： KKD车轮915轴承： SKF公司滚动轴承BCIB322880AB BCIB322881AB轴箱弹簧横向跨距： 2000mm空气簧中心跨距： 2000mm空气簧上平面自重高： 937mm转臂节点纵向刚度： 120.5MN/m转臂节点横向刚度： 60.5MN/m 二系每空簧垂向刚度： 0.32MN/m二系每空簧横向刚度： 0.20MN/m二系每空簧纵向刚度： 0.20MN/m一系每垂向减振器阻尼： 15kN.s/m二系每空簧垂向阻尼（节流孔）： 80kN.s/m 二系横向阻尼/每减振器： 25kN.s/m 二系抗蛇行阻尼/每减振器： 250kN.s/m （卸荷速度0.04m/s时最大10kN）抗蛇行减振器横向跨距： 2824mm 抗侧滚扭转刚度： 2.9kN.m/rad 一系簧下质量/每转向架： 3.6t 转向架自重： 6.3t车辆定距： 18 m1.3 研究的主要内容通过课本所学知识，以及大量文献资料和实验室测绘，运用Solidworks三维建模软件进行CW200K型客车转向架各零部件的建模，熟悉各个零部件的结构特点；在Solidworks三维建模软中对CW200K型客车转向架的各零部件的虚拟装配，熟悉各个零部件的组装；并对主要零部件进行强度分析。1.4 国内外用运Solidworks 进行建模的方法 1、在杨国新基于Solidworks的机械零部件虚拟装配体设计技术一文中介绍了Solidworks软件，指出了利用Solidworks软件进行工程机械虚拟装配设计，通过阐述应用Solidworks设计机械零部件的虚拟装配，为进一步工程分析提供了极大便利。应用Solidworks软件，可以为机械产品的虚拟建模和设计提供了一个非常友好的环境，进行机械虚拟体装配，为学习和应用Solidworks软件设计机械零部件提供了设计思路。 2、在夏学文基于Solidworks的机械手三维建模及运动仿真一文中简述了利用Solidworks建立机械手三维模型的过程中遇到的困难，提出了三维建模的技巧和应该主意的问题。给出Solidworks仿真的基本原理、机构动力学的静态分析原理以及动力学的基本原理，利用Solidworks插件Cosmosmotion重点对机械手抓取过程中进行运动仿真分析，为机械手的强度分析提供了一定的数据，达到优化机械手的目的。3、在郗向儒基于Solidworks的运动仿真研究一文中，研究了在Solidworks平台上进行运动仿真的方法，运动仿真通过Solidworks提供的OLE应用程序开发接口Solidworks API，使用Visual C+对其进行二次开发。实现对机构三维实体的运动仿真。该文献通过对运动实体的建模与装配、运动参数的储存和管理、运动参数的处理、运动仿真的实现、以及运动仿真实例及结果几个方面的分析，得出了对Solidworks的二次开发具有借鉴意义的结论，即，以动态链接库的方式调用的MATLAB C+数学函数库，提高了程序的模块化水平，简化了程序设计，减少了系统资源的占用。1.5 Solidworks简介Solidworks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，Solidworks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得Solidworks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名；从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予Solidworks最佳编辑奖，以表彰Solidworks的创新、活力和简明。至此，Solidworks所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。Solidworks软件功能强大，组件繁多。 Solidworks 功能强大、易学易用和技术创新是Solidworks 的三大特点，使得Solidworks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。Solidworks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。Solidworks 不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。对于熟悉微软的Windows系统的用户，基本上就可以用Solidworks 来搞设计了。Solidworks独有的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计。Solidworks资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用Solidworks ，用户能在比较短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，Solidworks是设计过程比较简便而方便的软件之一。美国著名咨询公司Daratech所评论：“在基于Windows平台的三维CAD软件中，Solidworks是最著名的品牌，是市场快速增长的领导者。”在强大的设计功能和易学易用的操作（包括Windows风格的拖/放、点/击、剪切/粘贴）协同下，使用Solidworks ，整个产品设计是可百分之百可编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间的是全相关的。采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件建模、曲面建模、装配设计、钣金设计、特征识别等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。2. CW200K型转向架各零部件的实体建模2.1 三维建模介绍SolidWorks提供了无与伦比的、基于特征的实体建模功能。具有如下特点：通过拉伸、旋转、薄壁特征、高级抽壳、特征阵列以及打孔等操作来实现产品的设计；通过对特征和草图的动态修改，用拖拽的方式实现实时的设计修改；三维草图功能为扫描、放样生成三维草图路径，或为管道、电缆、线和管线生成路径；加快特征树回退、提高特征编辑性能，快速建模的菜单结构大大提高建模速度；零件建模时提供自动尺寸标注、草图共享、草图着色、套合样条曲线、可扩展的设计、分离的实体设计、轮廓与区域、本地化的操作、布尔运算、特征范围、插入零件。这些特点使三维建模更加方便快捷。2.2 构架构架为H型焊接结构，由两侧梁和两横梁组成，两横梁间有纵向梁。侧粱中间为下凹的鱼腹形，由4块钢板组焊成箱形封闭断面，内有密封隔板，使侧梁内腔成为空气弹簧的附加空气室。横梁采用日本进口无缝钢管外径为165.2mm。壁厚为14.3mm。各种吊座均焊在构架上，通过优化设计，在保证足够强度和刚度的基础上，尽量减轻重量。垂向减振器座制动吊座横向减振器座牵引座定位座防过充座抗蛇形减振器座图 2.2.1 构架1、侧架组成侧粱中间为下凹的鱼腹形，由4块钢板组焊成箱形封闭断面，内有密封隔板，使侧梁内腔成为空气弹簧的附加空气室。有内侧立板、外侧立板、上盖板、下盖板、圆筒、上端板等零件组成。（1）内侧立板：先绘制草图如下，拉伸草图12mm如下图；绘制内侧小圆，拉伸切除, 图2.2.3 内侧立板特征（2）外侧立板：方法如内侧立板，不同之处在于没有内侧小圆，拉伸厚度也为12mm。（3）下盖扳：因为它是对称的绘制时只需要画出一半的，两侧对称拉伸360mm，再实体镜像出来即可。（4）上盖板：做法与下盖板类似。图形如下：图2.3.4 上盖板（5）圆筒：先绘制凸台，再拉伸切除。（6）上端板：由草图生成主体部分，再通过切除实体做出其完整模型。2、横梁横梁采用日本进口无缝钢管外径为165.2mm。壁厚为14.3mm。各种吊座均焊在构架上，通过优化设计，在保证足够强度和刚度的基础上，尽量减轻重量。绘制时先生成主体部分，再拉伸切除使其成为空心。3、定位座：它由立板，两块筋板，两块座板组成。现分别说明各部分实体造型。（1）立板：绘制草图，拉伸14mm。对于圆角可以在草图里边直接画，也可以通过实体特征圆角命令完成。（2）两块筋板：筋板比较简单由草图直接拉伸生成实体即可。（3）座板：也是通过草图直接生成。这个零件在总装配体中由于尺寸问题不得不修改，所以没对其进行完整的标注。4、垂向减震器座基本视图如下：零件比较复杂，没有去单独的绘制每一块板子，而是整体生成一实体，从其中切除多余的部分。先生成整体一大块，然后分别切除各多余的，步骤如下：最后再对其各需要倒圆角的角进行圆角命令。 5、横向减震器座：也是由座板，立板和筋板构成。立板零件图座板筋板 6、抗蛇形减震器座（1）加强板：先绘制板子部分，最后对其侧边两直角边部分通过实体倒角命令完成建模。（2）筋板：形状和结构与加强板类似，先绘制板子，再对其进行倒角。（3）座板：由于对称图形，所以绘制草图时可以先画出一半，然后再镜像过去。7、防过充座防过充座是由四块筋板组成，每一个筋板绘制过程如下：内侧的两块筋板一模一样，只需画出一个即可；8、制动吊梁：是由两块立板，上盖板，下盖板，封板组成（1）立板：草图如下，由于它是有斜度的，在生成实体的过程中需要对其进行拔模。（2）上盖板：也不是一个规则图形，需要画出大结构，然后一步一步切除多余部分。（3）下盖板：对称图形，只需画出一半镜像即可。（4）封板：比较简单的一个零件,正方形直接倒两个角就行。9、牵引座：由两块立板，两块定位块和三块筋板组成。（1）立板：在绘草图的时候没有标注，最后才添加标注，直接使用的完全定义草图，所以草图看起来尺寸比较多很凌乱。（2）定位块：与定位座当中的定位块一样，只是尺寸不同，因为是对称图形，只画出一半再由镜像即可得出。（3）三块筋板草图如下：因为都是简单的一次性生成，就不再赘述详细做法。筋板1 筋板2 筋板3零件图：10、纵向梁组成：由两块立板和上下盖板组成；中间还有一些筋板此处就不在说明。（1）上盖板：是左右对称的，只需画出一侧的，镜像实体。又上盖板也不是规则的，无法直接画出，需要通过对画出的实体切除而成。（2）下盖板：与上盖板类似。（3）立板：对称图形，也是镜像得出。2.3轴箱定位装置轴箱定位采用转臂式定位装置，纵、横向定位靠橡胶节点保证，节点组装时从转臂端部压入。轴箱定位装置采用分体式结构，转臂和箍整体加工，分解时只需将箍和转臂间螺栓拧开即可将轮对推出。轴箱定位装置包括：轮对组成、弹簧装置、轴端安装、轴箱减振器、节点装置、转臂。1. 车轮 2.车轴 3.防尘挡圈 4.转臂 5.轴箱 6.箍 7.轴承 8.压板 9.放松片 10.轴箱盖 11. 锁紧板 12.节点 13.橡胶垫 14.调整垫 15.下夹板 16.弹簧 17.上夹板 18.螺母19.螺栓 20.吊 21.轴箱减振器2.3.1 轮对车轴轴重为15.5t，车轴轴径中心距为2000m，轴型为RD3A1。车轮采用KKD车轮。每轴二个制动盘，车轴轴承采用SKF生产的短园柱滚子轴承。（1）车轴：阶梯轴，两端对称，草图绘制一端再镜像另一端，围绕中心轴旋转生成。（2）车轮：绘制车轮轮廓草图，以中心轴为旋转轴生成车轮。（3）动盘：由于是中空的，可以直接草图绘制，在这做的时候先画了外边轮廓，然后将中间部分切除。最后通过插入辅助基准面的方法画出一个筋板，圆周阵列得出。2.3.2 弹簧装置弹簧装置由内、外圈弹簧、弹簧上、下夹板及螺栓、螺母组成。螺母上开有销孔，弹簧组装后需穿开口销。弹簧参数如下：车型代号旋向直径d中径D有效圈数总圈数自由高H3刚度kN/mm自重载荷下试验载荷下合成刚度KN/mm自重载荷下载荷KN高度3载荷KN高度3载荷KN高度3CCK207X硬卧CCK208X 软卧CCK228 高包CCKZ53-21右251356.88.33240.315.3257272060.81254.88257CCKZ53-21左402194.15.63240.539.625769206CCK209X餐车一位转向架CCKZ53-21001右281356.27.73000.39517257342131.11247.87257CCKZ53-21002左4222045.53000.71730.925762213CCK209X餐车二位转向架CCKZ53-21右281356.27.73080.420.2257382131.11257.18257CCKZ53-21左4222045.5308073725768213（1）上下夹板：负责夹住弹簧，上夹板直接生成，下夹板还有四个缺口，画出一个阵列其他三个。图2.3.2.1 弹簧座下夹板图3.2.1.2弹簧座上夹板（2）内外圆簧：先画出弹簧螺旋线的轮廓圆，然后再以这条线为基准生成螺旋线；在螺旋线一端画出和弹簧直径大小的圆，扫描螺旋线就生成了弹簧。由于这样生成的弹簧两端都是圆柱体，无法放置在上下夹板中，需要将两端切为平面。图2.3.2.3一系内外弹簧2.3.3 轴端安装轴端安装主要有转臂、转臂箍、轴箱、轴箱盖组成。现将每个零件以及它的画法陈述如下：1、转臂：是一个比较复杂的零件，无法直接通过草图生成，只能绘制出整体模块，再将多余的部分切除。图2.3.3.1 转臂现将主要作图步骤说明如下：（1）生出主体图2.3.3.2 转臂草图（2）切除图2.3.3.3 切除图2、转臂箍：与转臂配合，无法直接通过草图绘制得出，只能对整体切除慢慢绘制而成。图2.3.3.4 转臂箍草图：将做出的实体特征镜像就完成了转臂箍的绘制。图2.3.3.5 转臂箍草图3、轴箱：安装在轴两端，外侧有转臂加固，通过转臂固定轮轴在构架之上。先通过草图旋转的出实体，因为轴箱低端有外侧固定部分，所以需要在旋转生成的实体之上再绘制外侧部分。由于尺寸标注太多，截图太小导致截图模糊不清，此处将尺寸略去。实体如右图：图2.3.3.6 轴箱4、轴箱盖：盖在轴箱之上，画出草图如下，然后再通过旋转草图得出实体。由于图小尺寸多，截图会显得模糊不清，所以此处也将尺寸略去。图2.3.3.7 轴箱盖零件图如下：2.3.3.8 轴箱装配图2.3.4 节点装置节点装置包括两个橡胶节点、转轴、转轴套和盖形螺母。一系定位的纵、横向刚度均由橡胶节点决定，同一转向架各位置节点刚度值应作原始记录，相差值应0.2MN/m。 1.盖形螺母 2. 转轴套 3. 橡胶节点 4. 转轴1、盖形螺母：标准件直接在Solidworks零件库调取，只需修改其各项参数即可。图2.3.4.1 盖形螺母2、转轴套：套在转轴之上，它由上下两部分组成，绘制时先画出上端圆柱部分，然后在圆柱上作出方形轴套部分，绘制时可以直接画出梯形，此处绘制时先画出正方体，然后使用了实体拔模，生成梯形，最后切除中心圆即可。图2.3.4.1 转轴套3、橡胶节点：由两块橡胶节点陪到一起组成，由于图小，此处也将尺寸略去。画出草图，然后以中心轴为轴旋转。图2.3.4.2 橡胶节点4、转轴：结构与转轴套相似，先作出底端圆柱部分，然后在上边添加方形轴。图2.3.4.3 转轴2.4中央悬挂装置中央悬挂为无摇枕结构，采用高柔性空气簧。两侧设两个横向减振器，两个横向挡，横向档与小纵向梁的间隙为402mm。车体与转向架间装有两个对称的抗蛇行减振器，使车辆在高速运行时减小轮缘磨耗和悬挂系统的作用力，提高车辆运行稳定性和运行平稳性。中央悬挂装置包括空气弹簧、高度阀、差压阀、牵引装置、抗侧滚扭杆、安全钢丝绳等。图2.3.4.4 中央悬挂装置 1、牵引支座 2、牵引拉杆 3、横向减振器 4、空气弹簧 5、抗蛇形减振器座 6、抗蛇形减振器 7、抗侧滚扭杆1、牵引支座：不仅是牵引座，上边还安装有缓冲器安装座，横向减振器座。牵引支座由三块立板、九块筋板、两块定位块和连接板以及定位圈组成。（1）中间立板和两侧立板图2.3.4.5 中央立板2、横向减振器：由上下两段组成，每段结构都一样。图2.3.4.6 横向减震器3、空气弹簧：由于在实验室看不到内部具体结构，此处也只画出外部轮廓。草图如下：图2.3.4.7 空气弹簧4、抗侧滚扭杆：主要由扭杆、扭臂、连杆、支撑座几部分组成。（1）扭杆：对称图形，绘制草图时画出一半，然后镜像。旋转草图得出实体。图2.3.4.8 抗侧滚扭杆（2）扭臂：较为复杂的一个零件，先画出整个大块实体，然后通过切除多余部分的方法得出扭臂实体。图2.3.4.9 扭臂（3）连杆：和扭杆相似，草图绘制一半，镜像得出完整草图，拉伸得到实体。然后在这个实体之上进行修改，作出完整的连杆模型。图2.3.4.10 连杆以上为CW200型转向架三维实体模型的建模过程。3. CW200K转向架的各零部件的虚拟装配3.1 虚拟装配介绍Solidworks软件中，装配设计能从细节上帮助用户提高效率。其特点如下：组合的配合参考、零部件阵列、另存为零件、配合修复工具、替换零件、调色板装配体、物理仿真、提供物理动力学等的软件功能；创建新的零部件时，可直接参照其他零部件并保持关系。同时在设计具有成千上万个零件的大型装配体时可获得无可比拟的性能。可将零部件和特征拖放到适当的位置。利用镜向零部件可以更快速地完成设计，因为您可以基于现有的对称设计创建新的零部件和装配体。使用智能零件技术可以简化重复的任务，这种技术是一种使装配体任务（例如选择并将标准螺栓插入孔中，以及按正确的顺序添加垫圈和螺母）自动进行的创新。在完成装配后，可以轻松进行装配体爆炸视图的生存与编辑，动画爆炸和动画解除爆炸可真实模拟装配的装配和拆卸过程，以正确指导生产。高级配合更能准确地对运动机构的描述，包括齿轮配合，凸轮配合，和极限配合。需要查阅完成后的装配体时，轻化子装配体设置，可以减少打开和处理大型装配体所需的时间。3.2 轮对装配轮对装配是由车轴、车轮和制动盘装配组成，如下图所示。装配：首先使车轮与车轴同心，再将其车轮侧面与轮座轴肩重合，车轮上视面与车轮上视面重合。图3.2.1 轮对装配3.3 轴箱定位的装配轴箱定位装置采用分体式轴箱结构的无磨耗转臂式轴箱定位，轴箱转臂一端与轴箱体连接,另一端压装定位节点，并通过定位座与构架相连。轴箱定位装置主要包括轮对组成、轴承组、轴箱定位节点、双圈弹簧组和垂向减振器等部分。装配图如下：图3.3.1 轴箱装配装配过程：首先将转臂作为固定件，插入转臂箍，使得与转臂同心，侧面与转臂重合，最后使转臂与转臂箍上下面重合。第二步：插入轴箱，与转臂中心部分同心，然后使轴箱外侧定位部分与转臂部分重合，上视基准面与转臂上视基准面重合即可。如上图右图。第三步：插入轴箱盖，与轴箱同心，内侧面与轴箱外侧面重合，最后使他们定位部分的两个小圆同心即可。第四步：一系悬挂装置中的弹簧装置，以下夹板为固定部分，插入内外弹簧分别使其上视基准面和前视基准面与下夹板的上视基准面和前视基准面重合，然后让弹簧下端与下夹板重合，最后插入上盖板，只需内侧与弹簧上部分重合，与下夹板同心即可。第五步：将弹簧组合插入转臂上部分的圆盘里边，只需下夹板外侧和转臂圆盘外侧重合并同心即可。最后装配图如下：3.4 中央悬挂装置的装配中央悬挂装置包括空气弹簧、横向减振器、抗蛇行减振器、抗侧滚扭杆、防过充装置及牵引装置等主要部件的装配。总装配图如下：图3.4.1中央悬挂总装配体（1）抗侧滚扭杆的装配：图3.4.2 抗侧滚扭杆装配时将扭杆作为固定部分，先插入扭臂，扭臂中间圆与扭杆同心，外侧与扭杆上的扭臂座重合，前视基准面和扭杆的前视基准面重合。再插入连杆，连杆两端的销轴与扭臂下部开口处重合，连杆销轴上的定位小孔和扭臂上的螺栓孔同心。最后插入支撑座，两支撑座内侧平行，上部固定部分也平行，并与扭杆的上视基准面重合，添加两支撑座之间的距离即可完成定位装配。（2）抗蛇形减震器的装配图3.4.3 抗蛇形减震器装配时先插入减振器，减振器上端的销轴与构架外侧的抗蛇形减震器端面重合，销轴俩个螺栓孔与减振器座的螺栓孔同心，再插入另一个抗蛇形减震器座，配合方式与和构架部分配合一样。（3）牵引支座的安装安装时只需要牵引支座上的减振器安装座和横向减振器装配就行，减振器销轴和减振器座的板面重合，两个孔直接同心即可。图3.4.4 牵引支座总装配图如下：图 3.4.5 总装配4. CW-200K型客车转向架主要零部件强度分析4.1 SolidWorks有限元强度分析软件的介绍4.1.1 有限元的发展许多工程分析问题，如固体力学中的位移场和应力场分析、磁场分析、振动特性分析、传热学中的温度场分析、流体力学中的流场分析等，都可以归结为在给定边界条件下求解其控制方程的问题。但能用解析方法求出精确的只是方程性质比较简单，且几何边界相当规则的少数问题。对于大多数的工程技术问题，由于物体的几何形状较复杂或者问题具有某些非线性特征，很傻能得到解析。这类问题的解决办法通常有两种途径：一是引入简单假设，将方程和边界条件简单化为能够处理的问题，从而得到它的简化状态的解。这种方法只在有限的情况下是可行的，因为过多的简化可能导致不正确甚至错误的解。因此人们在广泛吸收现代数学、力学理论成果的基础上，借助计算机来获得满足工程要求的数值解，这就是数值模拟技术。数值模拟技术是现代工程学形成和发展的重要推动力之一。近年来，在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析方法为解决复杂工程分析计算问题提供了有效的途径。目前，已由变分法有限元扩展到加权残数法与能量平衡法有限元，它解决的问题已经由弹性力学平面问题扩展到空间问题、板壳问题，由静力平衡问题扩展到稳定性问题、动力问题和波动问题，由线性问题扩展到非线性问题，其分析对象已从弹性材料扩展到塑性、粘弹性、粘塑性和复合材料等，有限单元法的应用范围也已由结构分析扩展到结构优化乃至于设计自动化，固体力学扩转到流体力学、传热学、电磁学等领域。4.1.2 有限元法在机械工程中的应用在机械工程中有限元法已经作为一种常用的基本方法被广泛使用。凡是计算零部件的应力、变形和进行动态响应计算及稳定性分析等都可以用有限元法。有限元法在机械设计中的应用主要表现为以下两个方面：（1）实现机械零部件的优化设计。有限元法作为结构分析的工具，对可能的结构方案进行计算，根据计算结果的分析和比较，按强度、刚度和稳定性等要求对原方案进行修改、补充，得到应力、变形分布合理及经济性好的结构设计方案。（2）用于分析结构损坏的原因，寻找改进途径。当构件在工作中发生故障（如断裂、出现裂纹和磨损等）时，可以通过有限元法计算研究结构损坏的原因，找出危险区域和部位，提出改进的设计方案，并进行相应的计算分析直到找到合理结构为止。4.2 CW-200K型客车转向架轮对的强度分析CW-200K型转向架车轮采用KKD车轮，需要进行粗加工和精加工轮毂孔，踏面采用铁标磨耗型（LM）踏面。轮对组装完成后进行平衡试验，满足动不平衡量小于50gm的要求，动平衡校正采用去重法，提高了告诉运行时的安全性和可靠性。车轮所承受的载荷为：F轮=F车体+F转F车体=F自重+F定员其中25T型硬座车自重45t，转向架为6.8t，车辆定员为128人，且单人重60kg。F轮=127000N图4.2.1轮对强度分析图强度分析得出：max=30299(N/m2) min=2604(N/m2)=(max+min)=16451.5(N/m2)计算得出,强度分析合格。4.3 CW-200K型客车转向架车轴的强度分析CW-200K型客车转向架采用RD3A1车轴，轴重为16.5t，轴径中心距为2000mm，该轴型标准于2002年由四方所颁布，在此之前出厂的转向架车轴轴型在没有标准可寻的情况下出厂时均刻打“RD3B”，需要进行粗加工和精加工，每轴2个制动盘，制动盘冷压到车轴制动盘安装座上。F轴=16500KN其中，轴承载力按许用轴重计算。图4.3.1车轴强度分析图强度分析得出：max=20672(N/m2) min=1722(N/m2)=(max+min)=11197(N/m2)计算得出,强度分析合格。4.4 CW-200K型客车转向架一系轴箱弹簧装置的强度分析弹簧装置由为内、外圈弹簧、弹簧上下夹板及预压紧螺栓，螺母组成为一体，上部设有1个带空的螺母，使用需穿开口销，弹簧组装高度为300mm。内、外簧材料为60Si2CrVA轴箱弹簧根据自重试验高度选配，同一转向架上其高度差不得大于4mm，同一轮对及转向架同一侧上其高度差不得大于2mm。一系弹簧参数名称数值单位一系钢簧纵向刚度（每轴箱）Kpx0.99MN/m一系钢簧横向刚度（每轴箱）Kpy0.99MN/m一系钢簧吹响刚度（每轴箱）Kpz1.024MN/m一系悬挂横向跨距2d12000mm一系簧上作用点距轨面高h1902.5mm一系簧下作用点距轨面高h2632.5mm一系垂向阻尼（每轴箱）Kzz15kNs/m一系垂向阻尼距转向架中心纵向距离1537mm一系垂向阻尼横向跨距2dz2000mm一系垂向阻尼上作用点距轨面高h3673.5mm一系垂向阻尼下作用点距轨面高h4313.5mmF弹簧=F车体+F转F车体=F自重+F定员其中25T型硬座车自重45t，转向架为6.8t，车辆定员为128人，且单人重60kg。F弹簧=127000N图4.4.1一系轴箱外弹簧强度分析图强度分析得出：max=349516(N/m2) min=29127(N/m2)=(max+min)=68643(N/m2)计算得出,强度分析合格。5 转向架工程图5.1 基于SolidWorks对工程图的介绍5.1.1 基本术语图形是人们认识自然，表达、交流思想的主要形式之一，在工程技术界工程图是一种“语言”，是每一位工程技术人员必须掌握的基础知识，自始至终贯穿在设计、制造、加工、维修等各个环节中。计算机的广泛应用，使得人们能够更加得心应手的运用图形工具进行表达、构思，充分展现自己的形象化思维。在日常生活中，人们大部分是通过语言和文字来交流思想的，但是在工程上仅靠语言来描述是很困难的。例如，端盖是一个简单的零件，可以试着用语言来描述它的形状和大小，即使表达得很清楚，听得人也不一定能完全正确的理解。可以想象在机器的制造或建筑物的建造中，仅靠语言和文字是不能完全表达清楚的。因此，在工程上常常将物体按一定的投影方法和技术规定表达在图纸上，用以表达机件的结构形状、大小及制造、检验中所必需的技术要求，这种图样成为工程图样。在设计和生产中，各种机器、设备和工程设施都是通过工程图样来表达设计意图和制造要求的。因此，人们常常把工程图样称为“工程界的语言”。每个工程技术人员必须掌握绘制工程图样的基本理论以及手工盒计算机两种绘图方法，必须具有较强的绘图和读图能力，以适应生产和技术发展的需要。工程制图的研究对象是图样。所谓图样，就是工程界用来表达物体的形状、大小和有关技术要求的图形。进入信息时代以来，图样的介质已从图纸发展为计算机储存介质。5.1.2 视图根据有关标准和规定，用正投影法绘制的物体的形状成为视图。视图主要表达机件的外部结构形状，一般只画机件的课件部分，必要时才画其不可见的部分。视图分为基本视图、向视图、局部视图和斜视图四种。1）基本视图：基本视图是机件向基本投影面投影所得到的图形。包括主、俯、左、右、仰、后六个基本视图。2）向视图：向视图是可以自由配置的基本视图。3）局部视图：将物体的某一部分向基本投影面投射所得到的视图称为局部视图。4）斜视图：将机件向不平行与任何基本投影面的平面投影所得到的视图叫斜视图。5.2 CW-200K转向架主要零件工程图的绘制零件工作图是零件制造、检修盒制定工艺规程的基本技术文件。因此零件工程图应包括创造和检验零件所需全部内容，如图形、尺寸及其公差、表面粗糙度、形位公差、对材料及热处理的说明及其他技术要求、标题栏等。5.2.1 车轴工程图的绘制车轴轴重为15.5t，车轴轴径中心距为2000m，轴型为RD3A1。图5.2.1 车轴工程图工程图步骤：（1）图纸格式的设置：插入标准图纸，图幅符合GB/14689-2008的要求，车轴选用A3（420x297）。装订边距外框均为25mm，其余边外框为5mm。（2）插入标准三视图：轴只需主视图和左视图，及部分视图。设置图纸比例，严格按GB/T14690-1993规定选用恰当的图纸比例。（3）标注尺寸：设置尺寸格式，图纸内的汉子应使用长仿宋，文字高度为5mm，标题文字高度为7mm。编辑标题栏。标出轴的中心线，以中心线为基准，标出基本尺寸，尺寸公差，轴总长2170mm及一些表面粗糙度，平行度，同轴度，圆度等等。如图5.2.1为车轴的工程图。5.2.2 车轮工程图的绘制车轮采用KKD车轮。每轴二个制动盘，车轴轴承采用SKF生产的短园柱滚子轴承。图5.2.2 车轮工程图工程图步骤：（1）图纸格式的设置：插入标准图纸，图幅符合GB/14689-2008的要求，车轮选用A3（420x297）。装订边距外框均为25mm，其余边外框为5mm。（2）插入标准三视图：车轮只需一半剖视图。设置图纸比例，严格按GB/T14690-1993规定选用恰当的图纸比例。（3）标注尺寸：设置尺寸格式，图纸内的汉子应使用长仿宋，文字高度为5mm，标题文字高度为7mm。编辑标题栏。标出车轮的中心线，以中心线为基准，标出基本尺寸，尺寸公差，车轮总长2170mm及一些表面粗糙度，平行度，同轴度，圆度等等。如图5.2.2为车轮的工程图。5.3 CW-200K转向架主要基本装配工程图的绘制随着我国铁路的全面提速，研制出了各型号告诉重载转向架，其中CW-200K型转向架为代表。该型转向架总体结构采用无摇枕、无摇动台、无旁承型式。构架由箱形结构的侧梁和无缝钢管的横梁构成，轴箱定位采用可分离式轴箱转臂定位方式，中央悬挂采用可分离式轴箱转臂定位方式，中央悬挂采用空气弹簧及减震器，牵引方式为单牵引拉杆，基础制动为每轴两个制动盘的单元制动方式。5.3.1 构架CW-200K型转向架构架采用H型钢板焊接结构，由两根侧梁和两根横梁组成。侧梁为中间下凹的鱼腹形，由4快钢板阻焊成箱形封闭结构。侧梁内部由密封板隔开，将侧梁内腔变成空气弹簧的附加空气室。横梁采用日本进口无缝钢管，外径为165.2，壁厚为14.3。在侧梁上焊有定位座、横向减震器座、高度阀座、抗侧滚扭杆座、牵引拉杆座。CW-200K型转向架构架的质量为1435kg，车体（25T硬座车）自重（不含转向架）45t，弹性定位节点刚度在横向和纵向分别为（60.3）MN/n和（120.5）MN/m。图5.3.1 构架工程图构架的技术要求：1.CW-200K型转向架侧梁为钢板阻焊成箱型封闭结构。2.横梁采用日本进口无缝钢管。3.其余零部件均焊接而成。5.3.2 轮对装配体CW-200K型转向架轮对是由一根车轴和两个相同的车轮组成的，带两个制动盘。在轮轴接合部位采用过盈配合，使两者牢固地结合在一起，为保证安全，绝对不允许有任何的松动现象发生。轮对承担车辆全部重量，且在轨道上高速运行，同时还承受着从车体、钢轨两方面传递来的其他各种静、动作用力，受力很复杂。因此，对车辆轮对的要求是：应有足够的强度，以保证在容许的最高速度和最大载荷下的安全运行；应在强度足够和保证一定使用寿命的前提下，使其重量最小，并且有一定的弹性，以减少轮轨之间的相互作用力；应具备阻力小和耐磨性好的优点，这样可以需要较少的牵引动力并能提高使用寿命；应能适应车辆直线运行，同时又能顺利通过曲线，还应具备必要的抵抗脱轨的安全性。图5.3.1 轮对工程图图中标总体尺寸，装配关系，圆跳动。轮对是转向架中重要的部件之一，又是影响车辆运行安全性的关键部件之一，故在新造、厂段修及运用中，对轮对都有严格紧密的技术要求和严格的管理制度。技术要求1.按照转向架轮对组装技术要求组装完成；2.按规定在车轮与车轴接缝内侧涂白铅油，

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