【《电力机车13号车钩建模研究》11000字】

-PAGE30--PAGE29-电力机车13号车钩建模研究摘要近年来，我国大力发展铁路，电力机车的发展也如火如荼地进行着。引进国外先进的电力机车技术进行消化、吸收后制造出韶山型和和谐型电力机车。铁路行业的蓬勃发展带给我们更加方便更加快速的出行，随着技术与时代的发展，人们对列车平稳、安全的要求越来越高，进而刺激了我国车钩行业的发展。车钩是电力机车承受动载荷得重要连接部件，而且车钩的工作环境较恶劣，受力复杂，因此车钩的安全可靠性受到高度重视。我国电力机车上采用的车钩是现代世界铁路普遍常用的车钩，具有自动连挂的性能。铁路电力机车车钩类型主要有号13号、13A等。本论文以13号车钩为研究对象，首先通过对该型车钩做一个简单的介绍，掌握它的结构组成、三态作用原理以及它的优缺点等；用AutoCAD软件做出13号车钩的零件图和装配图；在SolidWorks软件中对13号车钩钩体、钩舌等重要零件进行建模，并且完成13号车钩的整体装配。关键词：电力机车；车钩；建模论文类型：工程设计目录摘要 IAbstract II目录 III1绪论 11.1论文的选题背景和研究意义 11.1.1选题背景 11.1.2研究意义 31.2国内外研究现状 31.3论文的主要研究内容 32车钩 52.1车钩缓冲装置 52.2车钩分类 62.3对车钩要求 7313号车钩的结构及三态作用 83.113号车钩构造 93.1.1钩体 93.1.2钩舌 103.1.3钩腔内零件 113.213号车钩的特点 133.313号车钩的三态作用 133.413号车钩的受力及磨损状况 15413号车钩的三维建模 174.113号车钩零件建模 174.213号车钩建模装配 264.3绘制13号车钩的工程图 28结论 30参考文献 311绪论1.1论文的选题背景和研究意义1.1.1选题背景在新中国成立后，经历了十几年战争，自此，经济发展就成了最主要的阶段性任务，而进行铁路运行成为重中之重。我国开始修建属于新中国自己的铁路骨架，经过中国人民十几年的不懈努力，我国的铁路大骨架基本修建完成，几乎各个主要城市都有了直达铁路。改革开放以后，中国经济发展的大局势下，当时的铁路运输不足以支撑发展经济的需求，因此中国铁路工作者要承担起建设更长的运营里程，更高速的列车的重任。经过了一段时间的持续高效发展过程，在2008年之后我国铁路已经形成了各种复杂的路网，中国铁路已不再落后，能适应各种工况下的运行。到如今，铁路客货运输已经超过全部运输业的五成之上，在经济发展中占着先导地位。最近十年来我国铁路发展已经进入高峰期，且高峰期还在持续之中。还有多条高速铁路干线在修建之中或正在计划，也很多大中城市在修建城市轨道交通，由此看出高质量的高速铁路运输在我国发展经济建设和民生中的地位及作用。世界的机车发展起源于英国，虽然当时只是一辆简单的用蒸汽机推动的机车，但如同打开新世界的大门一般，随后欧美各国开始大力发展铁路机车，铁路开始了领导世界交通，并领导长达一个世纪多之久。在二次大战之后，各国逐渐用内燃机车和电力机车取代了整齐机车，而世界的电力机车就是在二次世界大战之后开始了狂风暴雨般的发展，在现在已是各国铁路的主要机车。电力机车由牵引电动及牵引驱动，不与蒸汽机车和内燃机车一样，需要安装沉重的机器，也不用随车携带大量能源。电力机车还有着功率大、速度快、装载能力强等优点。不过电力机车要始终借靠外部电力，如若出现电力系统故障或极端天气的情况下，电力机车就无法运行。我国机车发展过程也是由蒸汽机车想内燃机车再向电力机车发展的。中国第一台电动机车于1985年问世，首台电力机车为单向交流电力机车，于1961年进行第一次通车运行。我国电力机车的发展历程经历了近六十年的风风雨雨，我国的各大机车制造企业凭借着顽强拼搏、自信勇敢的精神，成功地走过来一段艰辛的历程。在我国电动机车发展的初期只是简简单单的模仿，几十年的奋斗后，已经可以进行自主研发的工作。从较低速度发展为高速,从交直传动方式到交流传动等各种方式的飞跃60多年艰辛曲折的历程体现了中国铁路工作者自强不息的奋斗精神。20世纪80年代后，中国的经济发展逐渐走上正轨。同时，经济发展的大跨步也推动了电力机车行业的卓越进步。我国最开始参照前苏联的电力机车研究出SS1、SS2型电力机车，并在此基础上研制了SS3B、SS4等等多个系列的电力机车，其中包括SS4G型重载机车和SS8、SS9等系列电力机车。使我国电力机车遥遥领先于世界同类型机车的发展水平。90年代末期，广深高速开始运营的第一批高速动车，车速达到200公里每小时。这也就象征着，我国跨入了高速铁路发展的新征程。凭借电力牵引高速的新技术正式步入国际铁路发展的最前端。我国的大功率和谐型电力机车试验经历前前后后尽力了多年的研究工作，从2004年到2006年间不断地进行试验研究工作，再到2007年开始和谐型成功地投入大量生产，象征着中国铁路从直流转向交流的巨大变化，与此同时电力机车整装行业和电力机车生产行业也即将进入一个新发展时代。交流传动电力机车的优势很多，例如：牵引力性能较好、牵引力功率较大、电流利用率极高、起步加速快、稳定性高、安全性高，除此之外，在节能方面也是有极大的改善。交流传动就是世界铁路电力机车的整体发展大方向。相对于国外的同期企业，我国在交流传动机方面的研究开始较早。在初期，就有HXD1、HXD1B型电力机车。而后，大同电力机车有限公司以及大连机车车辆有限公司等相继生产出来多辆交流传动系列机车。在不断的发展改善中，老式电力机车逐渐退出铁路的大舞台，一台高性能、高性能的牵引电动机，更好的启动加速性能，良好的可靠性，节能减排的电力机车能够更好胜任铁路运行工作。大连机车车辆有限公司生产的HXD3、HXD3C型电力机车是我国大功率交流机车的主要机型；其中HXD3型电力机车是目前世界上批量投入运营的功率最大的交流传动的6轴电力机车，机车单机功率为7200Kw，最高运行速度为132km/h，牵引五千吨列车。在电力机车制造业中，仍有许多关键技术问题还需进一步探索。车钩缓冲装置是电力机车上重要的部件之一，在电力机车与列车车辆连接过程中，车钩缓冲装置是必不可少的部件，在电力机车牵引列车车辆运行过程当中传递牵引力和制动力，还在牵引力和制动力上下波动时来缓和纵向冲击和垂向上的振动。车钩缓冲装置在结构上的好坏，会直接影响到列车运行过程中的平稳性和安全性，若车钩缓冲装置在结构构造上存在较为明显的缺陷，或者性能不佳，就极有可能在列车运行的过程中造成非常严重的安全事故给人民生命和财产的带来重大损失。车钩作为电力机车与列车车辆连挂的重要部件，对车钩的研究也是电力机车发展过程中必不可少的环节。随着电力机车的速度提高和载重增加，电力机车车钩的材料、结构和性能面临着新的挑战。在电力机车牵引列车辆以较高的速度运行时，车钩如何保证在不产生裂纹、不发生疲劳破坏的情况下可以牵引更重的载荷，是相关铁路工作者研究的内容。望向未来，我国的电力机车制造业的发展必然会面对前所未有的挑战和机遇。要想打造出自主知名品牌，在国际市场中取得领先，就必须发展自己核心技术，培养出在此领域的专业人才，且在满足国内市场需求的同时，还要去与拥有精良技术和制造手段的著名国外公司竞争。电力机车的发展与时俱进，不能仅仅局限于运行速度高，载荷重量大，还要进一步研究如何运行更加平稳，更加安全，为我国的干线运输和轨道交通做出更大的贡献。1.1.2研究意义车钩缓冲装置在很大程度上决定着列车运行的安全性及平稳性。若车钩缓冲装置有问题，严重会造成重大行车安全问题。车钩作为牵引缓冲装置的重要零部件之一，车钩的结构和性能在很大程度上影响着电力机车与车辆、车辆与车辆的连挂稳定性与安全性。从最早插销式车钩到今天的密接式车钩，车钩经历了好几次更新换代，原始车钩的运输能力差，运行不平稳，已经被淘汰。车钩的升级、换代、发展显得越来越重要。研制具有更高牵引吨位，应对载荷冲击更加稳定的新型车钩刻不容缓。1.2国内外研究现状追溯到200年前的欧洲，那时车辆与车辆之间的连接仅仅是用一副简单的挂钩，因此在运行过程中的冲击是非常大，造成列车运行不平稳，提高运行速度也是难上加难。伴随着社会的进步，经济的快速发展，慢速铁路运输已经不能满足大多数人们的需求。为了提高列车运行速度,同时保证运行的安全和平稳，所以又在车钩后面加装了缓冲器，组成车钩缓冲装置。经过多年发展，当代的铁路已经形成了形式齐全，且能满足列车在各种工况运行的车钩缓冲装置。目前,随着经济全球化的速度加快，世界经济正处于高速发展的时期，各个国家的铁路发展越来越被各国政府所重视，一些发展中国家正在大力发展铁路运输行业,批量生产车钩的能力也在不断提高。我国国内的各型电力机车主要采用下作用式13号车钩、13A型（E级钢）自动车钩。其中HXD3型电力机车用的是13A型（E级钢）自动车钩，而SS4G型和SS9型机车都采用的是下作用式13号车钩。1.3论文的主要研究内容本论文以13号车钩为研究对象，参照13号车钩的相关参数和图纸，重点研究以下内容：eq\o\ac(○,1)了解车钩缓冲装置；eq\o\ac(○,2)了解车钩缓冲装置的组成及作用，13号车钩的结构特点；eq\o\ac(○,3)用三维设计软件进行13号车钩的建模，绘制13号车钩图纸。2车钩车钩是电力机车的主要部件之一，有着连挂列车车辆或者其他机车的作用同时也传递牵引力和制动力。2.1车钩缓冲装置2.1.1车钩缓冲装置的结构组成1—车钩；2—钩尾框；3—钩尾销；4—前从板；5—缓冲器；6—后从板1—车钩；2—冲击座或复原装置；3—中梁；4—前从板座；5—钩尾框托板；6—后从板座图2.1车钩缓冲装置电力机车的车钩缓冲装置主要是由车钩、缓冲器、前后从板、提杆，钩尾框及车钩复原装。其它车辆的车钩缓冲装置中没有车钩复原装置。这些装置都安装在电力机车车体的底架两端牵引梁内。2.1.2车钩缓冲装置的作用车钩缓冲装置有着将电力机车与车辆连挂成列且保持一定距离，并在电力机车牵引列车车辆运行过程中传递牵引力和制动力、缓和冲击和振动。①机车牵引车辆时，作用力传递顺序：车钩→钩尾销→钩尾框→后从板→缓冲器→前从板→从板座→牵引梁。[1](a)安装位置（b）牵引状态(c)压缩状态②机车推送车辆时，作用力传递顺序：车钩→前从板→缓冲器→后从板→后从板座→牵引梁。[1]2.2车钩分类如果将分类细化，车钩有相当多的类型，但主体类型分为两种：即自动车钩与非自动车钩。自动车钩仅需要简单拉动钩提就可以实现电力机车与车辆车辆之间的解钩，然后通过车与车相互间的轻微碰撞实现连挂。而非自动车钩在工作过程中则需要人工的介入来实现工作目的。其中自动车钩又又两大类别，即为非刚性和刚性车钩。其中自动车钩可又分为非刚性车钩和刚性车钩两种类型。⑴非钢性车钩指得就是传统车钩非刚性的车钩是一种具有结构简单,重量轻,强度较高等优势的车钩。车钩在纵轴方向上的轴线之间有一定高度偏差时,两个车钩保持呈一个阶梯形,且保持水平。非刚性的车钩可以使两个处于相互连挂的状态下有在垂直方向上的相对位移,与车辆车体进行连接相对比较简易,普遍适用于一般铁路机车车辆上。⑵刚性车钩又称密接式车钩刚行车钩不需要用人工完成连接，在两车辆相互连挂时可实现自动连接。刚性车钩不允许两个处于连挂状态的车钩在连接处存在垂向上的相对位移。[1]与非刚性车钩相比，刚性车钩运行平稳，磨耗小的优点，但是由于结构复杂，强度较低，在两车钩纵向中心线高度有较大偏差的机车车辆之间难以完成连挂，主要运用与动车组和城轨车辆。 (b)图2.3非刚性车钩与刚性车钩2.3对车钩要求不管是那种型号的车钩，都必须满足一下要求：（1）要有足够的强度和疲劳寿命，而且车钩的强度要逐级增加的。疲劳寿命要达到1.6乘以106次连挂，大概为十年。由于车钩的主要失效形式是疲劳破坏和脆性断裂所以除了较高的强度极限和屈服极限，还要有良好的韧性和焊接性能，。（2）很容易去辨识其连接状态，杜绝因误认而造成列车安全事故。（3）在列车运行过程中不能因振动而自动解锁脱钩。（4）不能因为零部件略有磨耗就影响其作用和连挂作业的安全。（5）维修简便，安装容易，结构清晰简单，保养成本较低。

313号车钩的结构及三态作用如今各国电力机车上普遍采用具有自动连挂性能的自动车钩。自动车钩也有很多种型号，但有着基本类同的作用原理，结构上也大同小异。车钩可以根据其开启方式的不同分为，由在钩头上部提升机构开启的上作用式，和由设在钩头下部推顶机构开启的下作用式两种。我国各型电力机车现多采用13号下作用式自动车钩。HXD3型、SS4G型和SS9型电力机车都采用下作用式车钩，在这里主要介绍13号下作用式车钩。而上作用车钩除了上锁销的装配外，其他的基本构造与上作用式车钩基本相似。13号车钩是由ZG230—450铸造出的，钩舌最小破坏载荷为2250kN;钩体的最小破坏载荷为2800kN；钩尾框的破坏载荷是2800kN。图3.1.SEQ图3.1\*ARABIC113号下作式车钩零件1—钩舌；2、5—衬套；3—钩提杆座；4—钩舌销；6—钩体盖；7—钩体；8—钩锁铁9—下锁销；10—下锁销钩；11—下锁销体；12—平头铆钉；13—钩舌推铁；14—开口销；15—下作用钩提杆3.113号车钩构造3.1.1钩体13号车钩的最主要部件即为钩体，由铸钢铸成。通过将钩舌，钩锁等零件安装在钩体上，实现各零件之间的相互运动，从而完成整个车钩的运动过程。钩体按结构为钩头、钩身和钩尾3大部分。如图3.1.2示意所示，可清晰看出钩体整部分如半张开的拳头一样。图3.1.SEQ图3.1\*ARABIC213号车钩钩体1—钩头；2—钩身；3—钩尾（1）钩头钩头的前端一部分呈现出一个空腔，其作用是安装钩舌零件。图3.1.313号车钩钩头1—钩腕；2—钩锁腔；3—下钩耳及孔；4—上钩耳及孔；5—上锁销孔；6—钩肩①钩腕：容纳钩舌，对钩舌的横向移动起到有效控制作用。②钩锁腔：钩头的中空部分，作用为安装，容乃钩锁和钩舌推铁。③钩耳：根据位置的不同可以分为上钩耳、下钩耳，用来安装钩舌，相比于15号车钩多出来了护销突缘。④钩耳孔：为安装钩舌销用。⑤钩肩：用来传递冲击，保护缓冲器。（2）钩身钩身是铸成中空断面，用来传递牵引力和制动力的部分，此结构要有较大强度和刚度。（3）钩尾钩尾会处分叉，并设有一个销孔，作用是连接钩尾框，并且在钩尾框内安装缓冲器。3.1.2钩舌铸钢结构，形状相对较为复杂。由为挽钩用的钩舌和用来控制锁钩、开钩，且承受拉压载钩舌尾部两部分组成，是13号车钩进行连挂工作的重要部件。由图3.1.4可看出，钩舌形状较为复杂，有多个曲面，还有多个突缘部分。其中在钩舌绕轴转动的地方有一个垂直方向的销孔，通过钩舌销穿过销孔把钩舌安装在钩体上，并且钩舌可以适当转动，完成张开或闭拢动作。如图3.1.4中的2所示的突缘部分，是13号车钩钩舌上用来保护钩销的部分，与此有相同保护作用的有尾部的牵引突缘和冲击突肩。当车钩处连挂状态的闭锁位置时，由于这些相应部分的突缘配合，才能将钩舌上的牵引力或冲击力直接传给钩体。钩尾部分设有方便钩锁从全开位置下滑到闭锁位置的圆弧。而图中钩舌尾部的11类似台阶部分为钩锁承台，为钩锁在闭锁位是坐落的。图3.1.413号车钩钩舌1—全开止挡；2—护销突缘；3—钩舌内侧面；4—钩舌鼻；5—钩舌正面6—钩舌销孔；7—冲击突肩；8—牵引突缘；9—钩舌尾端面；10—钩舌锁面；11—钩锁承台；12—钩舌内腕；13—钩舌推铁面；14—钩舌尾部之端3.1.3钩腔内零件（1）钩舌销钩舌销由锻钢制成的圆长销，穿过钩头及钩舌的销孔把钩舌装在钩头上，并保证钩舌可以绕其正常转动。钩舌销的顶部有凸边来防止掉落；下部有用来穿入开口销的开口销孔，避免脱落。（2）钩锁钩锁（也称钩锁铁）也是个形状复杂的铸钢件，而且重量较大，安放在钩头空腔内。钩舌处于闭拢位置时，钩舌尾部与钩头空腔内壁之间由于钩舌转动，出现一个空间，而此时钩锁靠自重落下，刚好卡在钩舌尾部，让钩舌不能正常张开，成为钩锁状态。在钩锁尾部下端，有一用来连接下锁销的销孔。在钩锁的上部有一个为上作用式车钩提供连接提锁零部件用的短梁。图3.1.513号车钩钩锁1—前导向面；2—上锁销杆转轴；3—后导向面；4—全开回转支点；5—锁腿；6—下锁销轴孔；7—后踢足面；8—开锁坐锁面；9—后坐锁面；10—前坐锁面；11—锁面；12—侧坐锁面（3）钩舌推铁钩舌推铁呈现弧形，是一钢铸件。安装在钩头的空腔内，装配时需要将其水平安置，在钩舌尾部的后面，下部安置一个短圆销，这样做的目的是。当钩锁升起时，钩锁推动钩舌推铁的一端，另一端移动钩舌尾部，让钩舌张开成全开状态。车钩连挂后，钩舌的尾部将其转回到原来的位置。图3.1.613号车钩钩舌推铁1—钩舌推铁腿；2—锁座；3—踢足推动面；4—踢足导向面；5—推铁铁足（4）下锁销装配下锁销装配是有下锁销、下锁销钩和下锁销体装配而成，主要作用为在下作用式车钩中顶起钩锁。下锁销钩与钩头通过转轴孔和转轴的轴孔配合连接在一起，而另一端通过平头铆钉与下锁销体连接；下锁销体的另一端与下锁销相连接，如图3.1.7可看出下锁销体上还有二次防跳尖端，中部有回转挡和钩提杆止挡；下锁销则是由下锁销轴和钩锁轴的下锁销孔进行连接。图3.1.713号车钩下锁销装配图1—下锁销防跳台；2—下锁销轴；3—二次防跳尖端；4—转轴孔；5—回转挡；6—车钩提杆止挡3.213号车钩的特点（1）优点eq\o\ac(○,1)有较大的抗拉强度，静拉载荷为2500kN~3000kN。eq\o\ac(○,2)通过钩锁腔和钩舌上的突缘部分配合，合理安排了钩头、钩舌及钩舌销三者之间的空隙，使得钩舌销基本不受力，只起到钩舌转轴作用，车钩各个部分材料的抗拉能力得以充分发挥。eq\o\ac(○,3)长圆形的钩耳孔既可以确保纵向的合理间隙，又避免横向间隙过大。eq\o\ac(○,4)增加了强度大的护销突缘，销孔边缘很少有裂纹产生，减少检修工作量。eq\o\ac(○,5)由于钩舌断面大且弯角过渡缓和，因此很少产生裂纹。（2）缺点eq\o\ac(○,1)钩舌过重，尾部与钩锁空腔间存在一定的摩擦力，而且这个摩擦力较大，推铁踢力过小，会使钩舌处于完全打开状态是会发生转动缓慢的现象。eq\o\ac(○,2)钩身短、但是钩头大，处于竖直方向上的重力的不平均会导致钩头下垂。eq\o\ac(○,3)落锁不明显。3.313号车钩的三态作用各种零件组装成完整的车钩。当零件处于不同的位置时，起着不同作用，使车钩具有闭锁、开锁、全开3种工作状态，称做车钩的三态作用，如图3.2.1所示。图3.2.113号车钩三态作用示意图（1）闭锁位置电力机车与列车车辆连挂时的状态，且只有在两相互连挂车辆都处于闭锁位置时，方能传递牵引力。闭锁位置的作用原理为：两车连挂后，上锁销下落，钩锁也凭借自重下落，落在了钩舌尾部的承台之上，正好挡住钩舌尾部，使钩舌不能再绕钩舌销向外自由转动，形成闭锁位置，如图3.2.2所示。图3.2.213号车钩闭锁位置图图3.2.313号车钩开锁位置图（2）开锁位置开锁位置是一种闭而不锁为摘解车辆时的预备位置。当处于连挂状态的两车要分离时，其中至少有一方必须处于开锁位。开锁位的作用原理为：通过人工操作，使钩锁上升，不再挡住钩舌尾部，使钩舌可以绕钩舌销向外转动，形成开锁位置，如图3.2.3所示。（3）全开位置全开位置是钩舌完全张开的状态，为电力机车连挂做准备的位置。电力机车咦列车车辆进行连挂作业时，必须有一方是处于全开位。全开位的作业原理为：把处于闭锁位或开锁位的钩锁通过用力提升钩锁销使钩舌推铁可以将钩舌推至完全张开的状态，形成全开位，如图3.2.4所示。图3.2.413号车钩全开位置图3.413号车钩的受力及磨损状况（1）13号车钩的受力车钩在列车运行过程中受到拉力或推力，这些力基本都作用在钩体和钩舌之上。如图3.4.1所示。图3.4.113号车钩受力状况图电力机车牵引运行时，所受载荷通过钩舌尾部上部分突起的m处作用在钩头内缘上部分的o处，而载荷经过钩舌尾部下部分的n处作用在了钩头内缘的p处；在推进运行过程中，受到的载荷通过钩头上部的g处及下部的r处作用在了钩舌部的s和t处。这两种工况下，钩舌销都不会受到力，因此钩舌销只会起到钩舌旋转轴的作用，其中，钩舌销与钩舌销孔、钩头销孔的间隙要比接触受力部分的间隙大。经过实际运行证明，不管在牵引还是推进运行中，当出现特殊事故情况下，如钩舌销折断，这种情况下只要确保车钩处于相互连接且完全闭锁的条件下，钩舌就不会发生自动落下或被拉脱的危险，只有在互扣的钩舌解开后，才能取下折断钩舌销的钩舌。这样的设计时为了保障列车运行途中车钩安全可靠的连接。（2）车钩的磨损状况电力机车牵引着列车车辆运行过程中的纵向冲击和垂向振动，让互相连挂的车钩常发生相对位移。特别是运行在路基较软、曲线较多的路线时，车钩大部分时间都会处在相互摩擦的状态，因此会造成车钩的磨损。车钩的磨损状况如图3.4.2所示。图3.4.213号车钩钩舌磨损状况示意图当牵引运行时，钩舌的内内侧面M处由于长期发生摩擦容易产生磨损；当推进运行时，钩舌的外侧面由于长期摩擦容易发生磨损。因此会造成，车钩在长期使用后，钩舌会逐渐磨薄。钩舌变薄后，强度自然而然会降低，且由于钩舌磨损过于薄，相互连挂的车钩就会松旷过大，导致电力机车牵引列车车辆冲击增加，钩舌会发生相互脱离，造成较为严重的列车分离事故。另外，车钩的钩舌尾部与钩头接触受力的部分也会因为磨损而减弱。为了保证电力机车与列车车辆的运行安全，就应该按照车钩磨损限度来随时注意检查，及时修复或更换新的车钩。

413号车钩的三维建模4.113号车钩零件建模13号车钩的建模通过SolidWork软件来进行建模，由于13号车钩是由钩体、钩舌、钩舌推铁、钩锁、锁销等多个重要零件组成的，所以在三维建模时，应对各个重要零件分别进行独立建模。其中有些锁销配合需要在13号车钩整体装配之前装配好。最后，将装配好的每一个部件整体装配起来组装成一个完整的13号车钩。⑴钩体的建模①在SolidWorks软件中，新建零件且命名为钩体，开始13号车钩钩体的建模，由于13号车钩钩体的尾部是不规则形状，所以建模过程比较复杂。在窗口左侧设计树中点击“上视基准面”，选择“正视于”开始绘制草图。车钩的草图由众多图线如直线、曲线、圆弧组成，若所要绘制目标草图确定，则各图线的尺寸及相对位置都是确定的。因此，在绘制草图前，仔细分析其构成及位置关系，确定好绘制草图时绘制图线的顺序，确保绘图过程合理轻松，避免给绘图造成麻烦、多走弯路，导致事倍功半。在绘制草图过程中需要对其添加约束，约束类型有位置约束、尺寸约束，添加尺寸约束以确定所绘草图大小，添加位置约束以确定各图线之间的位置关系，常见的位置约束有水平、平行、垂直、同心等。原则上，所绘制草图应该处于完全定义状态。图4.1.1草图3②在基本草图绘制完成后接下来就要进行特征处理了，首先要分析所绘零件由哪些特征组成，这些特征之间有何关系，做到胸有成竹，才能在构建特征时游刃有余，避免走弯路。对草图3进行特征拉伸，方向为两侧对称，深度为1000mm,这是为坐钩体复杂的尾部做准备。图4.1.2特征拉伸1图4.1.3草图2③以上视基准面作为草图2的平面，建立草图2，如图4.1.3所示。根据所建钩体零件，利用零件工具创建其他特征，例如切除拉伸、倒圆角、阵列等。画好草图2之后就要进行拉伸切除命令，对拉伸体1进行两侧对称的双向拉伸切除，深度为500mm。设置的参数如图4.1.4所示。图4.1.4拉升切除2图4.1.5基准面④继续按照上述步骤进行简单的拉伸和拉伸切除，但由于钩体结构较为复杂，确定基础特征最佳的基准平面，基础特征的位置直接影响最终零件在三维空间中的位置和出工程图的便利程度，因此，基础特征基准平面的合理选择至关重要，必须慎重选择。如果已有的基准平面不能够满足建立特征的需要，此时就需要借助建立基准面来拉伸，找到参考几何体的基准面命令，单击获得基准面的属性管理器，详细的设定参数如图4.1.5所示。建立好基准面后开始建立草图。新建草图后通过凸台拉伸命令来拉伸凸出的部分，设置参数，拉伸的方式是从草图基准面给定深度300mm,完成凸台部分的拉伸。图4.1.6基准面新建建草图14，草图尺寸如图4.1.7所示，画好草图14后，点击拉伸切除命令弹出属性窗口，设置参数，拉伸方式选择从草图基准面成形到一面，选择框选取基准面，参数的设置如图4.1.9所示，单击确认完成拉伸9的绘制。图4.1.7草图14图4.1.8基准面图4.1.9绘制拉伸9⑤由于钩体建模过程繁多，不能逐一介绍，在这里我们只挑个别重要部分的建模过程介绍。新建草图49，如图4.1.10所示，来进行拉伸切除，设置属性窗口如图4.1.11所示，单击完成切除拉伸31的绘制。图4.1.10草图49图4.1.11拉伸31图4.1.12拉伸47⑥由于钩锁腔是钩体中比较重要的部分，在这里介绍一下它的建模过程，运用转换实体引用、直线及剪裁实体等命令建立草图34，如图4.1.12所示，建立好之后单击拉伸命令按照图纸尺寸从草图基准面给定深度拉伸136mm。绘制完成完成钩锁腔。图4.1.13草图34在完成钩体零件的建模后，需要尾钩体选择合适的材料。我们已知钩体是由铸钢铸成的，所以在solidworks软件左侧设计树中，右击“材质”，在随后弹出的菜单中选择“铸造碳钢”，完成钩体最终的建模，如图4.1.14所示。图4.1.1413号车钩钩体模型⑵钩舌的建模①在SolidWorks软件中新建零件并命名为钩舌，开始对13号车钩的钩舌建模，选上视基准面为草图平面，在其上开始绘制草图1，绘制的草图1如图4.1.13所示。图4.1.15草图1②选中草图1用凸台拉伸特征从草图基准面两侧对称拉伸，深度为300mm，拉伸的属性参数如图4.1.14所示，完成对钩体外形主要轮廓的建立。图4.1.16拉伸1图4.1.17钩舌的设计树③在完成主要轮廓建立后要继续绘建草图然后再进行拉伸切除圆角等特征命令。由于13号车钩钩舌的建模过程比较复杂，不再一一赘述。如图4.1.16为13号车钩钩舌的模型。图4.1.18钩舌模型⑶钩舌推铁的建模钩舌推铁的建模过程相比于钩体与钩舌的建模过程就趋于简单了，选择上视基准面作为草图1的平面，再对草图1惊醒两侧对称拉伸，拉伸深度为20mm，拉伸好后在拉伸体上做草图2，然后对草图2进行拉伸切除，在对拉伸1、2进行圆角处理就完成了钩舌推铁的建模。图4.1.19草图1图4.1.20钩舌推铁模型⑷钩锁的建模钩锁形状相对复杂，需要多次的拉升以及切除。如图4.1.20所示，先要画出基本形状的草图，然后进行拉伸的到钩锁的大体模型，再进行局部的拉伸和切除及圆角处理。最终得到如图4.1.21的模型。图4.1.21钩锁的草图图4.1.22钩锁模型4.213号车钩建模装配在solidworks中新建一装配体来进行13号车钩的装配，单击弹出属性窗口，如图4.2.1所示。首先插入钩体，以钩体为基准零件并确定好其与装配坐标系的关系，默认为固定，不能移动。然后向装配体中插入其他零件，SolidWorks软件默认其可以移动，自由度为6。进行配合，常见的配合关系有同心、重合、平行等。设置配合属性管理器如图4.2.2所示。其中配合关系比较复杂，且钩体腔内配合较多，不能在此全部呈现，只能截取出部分配合呈现出来，如图4.2.3所示。图4.2.1插入零部件图4.2.2配合图4.2.313号车钩装配体中的配合图4.2.4浏览文件图4.2.513车钩装配体4.3绘制13号车钩的工程图13号车钩工程图用AuToCAD2014来绘制。绘制出装配图及重要零件图。图4.3.113号车钩图4.3.2钩体

结论电力机车的车钩缓冲装置由车钩和缓冲器及车钩复原装置组成，其材料、结构和性能能够直接影响电力机车牵引列车车辆运行的平稳和安全性。而在S