課程設(shè)計(jì)-地鐵車輛(頭車)總體設(shè)計(jì)

1、<p>　　本科畢業(yè)課程設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　地鐵車輛（頭車）總體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　年 級(jí): </b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào): </b></p><p><b>　　姓 名: </b></p>

2、<p><b>　　專 業(yè): </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師: </b></p><p>　　鐵道車輛方向課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：地鐵車輛（頭車）總體設(shè)計(jì)（61）</p><p>　　學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： </p>

3、;<p><b>　　設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p><b>　　構(gòu)造速度：1</b></p><p><b>　　車型：自定</b></p><p><b>　　定員：大于人</b></p><p>　　計(jì)算曲線半徑：正線 ，出場(chǎng)線 &l

4、t;/p><p>　　供電方式：集中供電（接觸網(wǎng)）</p><p>　　限界：符合地鐵車輛標(biāo)準(zhǔn)</p><p><b>　　運(yùn)行區(qū)間：成都市</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)為車輛的總體設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括：方案比較、車輛主要設(shè)

5、備的設(shè)計(jì)與選擇、相關(guān)參數(shù)計(jì)算與校核，具體內(nèi)容如下：</p><p><b>　　車輛基本參數(shù)的選擇</b></p><p>　　車輛平面布置方案的比較和選擇</p><p><b>　　司機(jī)室設(shè)備布置設(shè)計(jì)</b></p><p>　　車體鋼結(jié)構(gòu)和內(nèi)裝設(shè)計(jì)</p><p>　　

6、車鉤和緩沖器的選型設(shè)計(jì)</p><p>　　轉(zhuǎn)向架選型設(shè)計(jì)、制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　車輛設(shè)備（空調(diào)系統(tǒng)、電氣設(shè)備）的設(shè)計(jì)、計(jì)算和選擇</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　　完成計(jì)算機(jī)繪制車輛總圖

7、零號(hào)圖一張（附手工繪制草圖）</p><p>　　完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一本（不少于頁(yè)）</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　有關(guān)教材</b></p><p>　　有關(guān)專業(yè)期刊、會(huì)議資料</p><p><b>　　有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)<

8、/b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　我國(guó)的城市軌道交通系統(tǒng)始建于年，經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)，根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，截至年月日，中國(guó)內(nèi)地的北京、上海、廣州、深圳、南京、天津、重慶、成都、大連、陽(yáng)、長(zhǎng)春、武漢、西安、佛山、蘇州、杭州和昆明共17座城市擁有了建成并運(yùn)營(yíng)的城市軌道交通線路，總長(zhǎng)度達(dá)。其中，北京以全長(zhǎng)的運(yùn)營(yíng)里程成為世界第一，而經(jīng)濟(jì)總

9、量全國(guó)第一的上海僅以之差位居第二。另外，有余個(gè)城市正在建設(shè)或規(guī)劃建設(shè)城市軌道交通線路。</p><p>　　地鐵車輛的總體設(shè)計(jì)不僅僅涉及到車輛工程專業(yè)本身，還與城市軌道交通系統(tǒng)的多個(gè)相關(guān)專業(yè)的設(shè)計(jì)、選型有著密切的關(guān)系，同時(shí)對(duì)環(huán)境、運(yùn)營(yíng)服務(wù)水平和工程投資等方面都有著重大的影響。因此，每個(gè)建設(shè)城市軌道交通的城市都高度重視車輛選型。</p><p>　　本文通過(guò)對(duì)地鐵車輛現(xiàn)有車型分析比較，選取車

10、輛基本參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行校核。在滿足設(shè)計(jì)要求的條件下，對(duì)頭車進(jìn)行了平面布置方案設(shè)計(jì)、車體鋼結(jié)構(gòu)及內(nèi)裝設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)向架的選型設(shè)計(jì)、制動(dòng)裝置選型設(shè)計(jì)、鉤緩裝置選型設(shè)計(jì)以及車輛設(shè)備的設(shè)計(jì)和計(jì)算。</p><p>　　關(guān)鍵詞：地鐵；頭車；總體設(shè)計(jì)；轉(zhuǎn)向架</p><p><b>　　第1章 緒論3</b></p><p>　　1.1 研究目的及意義3<

11、;/p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)地鐵車輛概況3</p><p>　　1.2.1 A型車的技術(shù)特征3</p><p>　　1.2.2 B型車的技術(shù)特征4</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容4</p><p>　　第2章 車輛選型及基本參數(shù)選擇5</p><p>　　2.1 現(xiàn)有車體型號(hào)的比

12、較與選擇5</p><p>　　2.2 車輛所需功率估算及電機(jī)選擇6</p><p>　　2.2.1 列車運(yùn)行基本參數(shù)要求7</p><p>　　2.2.2 剩余加速度設(shè)置7</p><p>　　2.2.3 列車牽引功率計(jì)算7</p><p>　　2.2.4 電機(jī)選擇9</p><p&g

13、t;　　2.3 轉(zhuǎn)向架的比較和選擇9</p><p>　　2.3.1 DK3型地鐵轉(zhuǎn)向架9</p><p>　　2.3.2 SMC型地鐵車輛轉(zhuǎn)向架10</p><p>　　2.3.3 SDB-80型地鐵車輛轉(zhuǎn)向架12</p><p>　　2.3.4 轉(zhuǎn)向架的選擇13</p><p>　　2.4 車輛基本參數(shù)選

14、擇14</p><p>　　2.4.1 車輛性能參數(shù)的選擇14</p><p>　　2.4.2 車輛外部尺寸參數(shù)的選擇14</p><p>　　2.4.3 車輛內(nèi)部部尺寸參數(shù)的選擇15</p><p>　　第3章 車輛尺寸參數(shù)的校核17</p><p>　　3.1 車輛限界校核17</p>&

15、lt;p>　　3.2車輛在曲線上的靜偏移量校核18</p><p>　　3.3 曲線通過(guò)校核19</p><p>　　第4章 車輛空間布置21</p><p>　　4.1 總體布置21</p><p>　　4.1.1 車輛外部設(shè)備21</p><p>　　4.1.2 車輛車內(nèi)設(shè)備21</p>

16、;<p>　　4.2 車輛斷面結(jié)構(gòu)22</p><p>　　4.3 車下懸掛設(shè)備布置23</p><p>　　第5章 車體鋼結(jié)構(gòu)和內(nèi)裝設(shè)計(jì)24</p><p>　　5.1 車體鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24</p><p>　　5.1.1 車體類型及特征24</p><p>　　5.1.2 車體設(shè)計(jì)25<

17、;/p><p>　　5.2 車體內(nèi)裝設(shè)計(jì)26</p><p>　　第6章 車輛部件的選型與設(shè)計(jì)27</p><p>　　6.1 車鉤緩沖裝置的選型設(shè)計(jì)27</p><p>　　6.1.1 車鉤緩沖裝置簡(jiǎn)介27</p><p>　　6.1.3 國(guó)內(nèi)地鐵車輛車鉤運(yùn)用情況30</p><p>　

18、　6.1.4 車鉤選型設(shè)計(jì)31</p><p>　　6.2 制動(dòng)系統(tǒng)的選用及校核32</p><p>　　6.2.1 地鐵車輛制動(dòng)裝置的特點(diǎn)和要求34</p><p>　　6.2.2 制動(dòng)機(jī)的選擇34</p><p>　　6.2.3 制動(dòng)校核35</p><p>　　第7章 車輛必要設(shè)備選型設(shè)計(jì)37<

19、/p><p>　　7.1 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)37</p><p>　　7.1.1 環(huán)境參數(shù)37</p><p>　　7.1.2 空調(diào)系統(tǒng)37</p><p>　　7.1.3 通風(fēng)系統(tǒng)39</p><p>　　7.1.4 供電及自動(dòng)控制系統(tǒng)40</p><p>　　7.2 電氣設(shè)備40</

20、p><p>　　7.2.1 車底電氣裝備40</p><p>　　7.2.2 車內(nèi)電氣裝備40</p><p>　　7.2.3 電氣控制系統(tǒng)41</p><p><b>　　第8章 總結(jié)42</b></p><p><b>　　鳴謝43</b></p>&

21、lt;p><b>　　參考文獻(xiàn)44</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 研究目的及意義</p><p>　　據(jù)《年-年中國(guó)城市軌道交通行業(yè)發(fā)展模式與未來(lái)前景分析報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，年末，中國(guó)累計(jì)有個(gè)城市建成投運(yùn)城軌線路條，運(yùn)營(yíng)里程公里。年實(shí)際新增個(gè)運(yùn)營(yíng)城市、條運(yùn)營(yíng)線

22、路、公里運(yùn)營(yíng)里程。在公里運(yùn)營(yíng)里程中，地鐵公里，占總里程的；輕軌公里，占總里程的；單軌公里，占總里程的；現(xiàn)代有軌電車公里，占總里程的；磁浮交通公里，占總里程的；市域快軌公里，占總里程的。</p><p>　　由此可見(jiàn)，地鐵在城市軌道交通中扮演著十分重要的角色，擁有著舉足輕重的地位。本課程設(shè)計(jì)結(jié)合學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識(shí)，運(yùn)用基本知識(shí)和基本技能，通過(guò)對(duì)典型地鐵車輛結(jié)構(gòu)、重要部件、性能的了解和學(xué)習(xí)，完成包括車型選擇、主要參數(shù)選

23、擇與校核、平面布置、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及部件、設(shè)備的選型任務(wù)，從而更加全面、具體、深入地了解地鐵車輛構(gòu)造，鞏固了所學(xué)知識(shí)，拓展了專業(yè)視野，并培養(yǎng)了正確的設(shè)計(jì)思想、理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)地鐵車輛概況</p><p>　　《地鐵車輛通用技術(shù)條件》（）中，將地鐵車輛分為型、型兩種類型。</p><p>　　1.2.1 A型車的技

24、術(shù)特征</p><p>　　型車為高運(yùn)量地鐵車輛，其特點(diǎn)是寬敞、舒適，對(duì)線路條件、限界及站臺(tái)、車輛段等要求較高，上海、南京（全部為型車）、深圳、廣州部分線路采用型車輛。</p><p>　　型車多采用鋁合金車體、交流傳動(dòng)、乘客信息自動(dòng)化等技術(shù)，整車的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和制造水平非常高。為了國(guó)產(chǎn)化發(fā)展的需要，國(guó)家發(fā)改委將具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)地鐵列車的研制列為國(guó)家“十五”重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，由長(zhǎng)春客車廠和浦鎮(zhèn)

25、車輛廠共同承擔(dān)。由這家工廠合作生產(chǎn)的列輛編組型車已在浦鎮(zhèn)車輛廠完成聯(lián)調(diào)。該列車實(shí)現(xiàn)了完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和本地化生產(chǎn)，采用架空接觸網(wǎng)供電、受電弓受流、調(diào)速與特性控制的交流傳動(dòng)(中國(guó)南車集團(tuán)株洲電力機(jī)車研究所產(chǎn)品)、直交逆變的三相輔助供電系統(tǒng)、電氣制動(dòng)與空氣制動(dòng)混合制動(dòng)系統(tǒng)和特性模擬控制、車載系統(tǒng)、無(wú)木骨架和無(wú)木螺釘?shù)膬?nèi)裝及高性能的低位牽引、無(wú)搖枕轉(zhuǎn)向架等多項(xiàng)新技術(shù)。它的成功研制填補(bǔ)了我國(guó)軌道交通車輛自主生產(chǎn)的多項(xiàng)技術(shù)空白。</p&g

26、t;<p>　　1.2.2 B型車的技術(shù)特征</p><p>　　型車為大運(yùn)量地鐵車輛，根據(jù)受電方式不同，分為型和型。型為第三軌下部受流，型為上部受電弓受流。型車是目前國(guó)內(nèi)多數(shù)城市選用的車型，其制造技術(shù)成熟，相對(duì)型車造價(jià)較低，維修方便，地鐵限界及車站、車輛段尺寸較小，可以節(jié)省整個(gè)項(xiàng)目的造價(jià)成本。</p><p>　　型車是由幾家知名廠家通過(guò)幾十年來(lái)多個(gè)項(xiàng)目的執(zhí)行和履約所獲得技

27、術(shù)積累的結(jié)晶，從第一輛車的生產(chǎn)制造開(kāi)始，走的就是完全自主生產(chǎn)、國(guó)產(chǎn)化的道路。隨著生產(chǎn)供貨經(jīng)驗(yàn)的積累，設(shè)計(jì)理念與時(shí)俱進(jìn)，已逐步形成型車系列化、?；瘔K、標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展格局。</p><p>　　為了適應(yīng)不同的市場(chǎng)需求，長(zhǎng)春客車廠、青島四方車輛廠、南京浦鎮(zhèn)車輛廠等廠家均建有鋁合金、不銹鋼、耐候鋼車體生產(chǎn)流水線。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p

28、><p><b>　　車型選擇</b></p><p>　　車輛基本尺寸、主要參數(shù)選擇及校核</p><p>　　車輛平面布置方案的比較和選擇</p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　車輛部件的選型和設(shè)計(jì)（包括轉(zhuǎn)向架、鉤緩裝置、制動(dòng)系統(tǒng)）</p><p>

29、　　車輛主要設(shè)備選型及布置方案的選擇</p><p>　　列表說(shuō)明主要設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p><b>　　車輛總圖繪制</b></p><p>　　第2章 車輛選型及基本參數(shù)選擇</p><p>　　2.1 現(xiàn)有車體型號(hào)的比較與選擇</p><p>　　根據(jù)《鐵道車輛課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)》（以下簡(jiǎn)稱“

30、任務(wù)書(shū)”）的要求，車輛構(gòu)造速度為，定員大于人，查閱《地鐵車輛通用技術(shù)條件》（）,綜合教材及網(wǎng)絡(luò)資源，查得地鐵車輛分為型、型車。兩型車主要標(biāo)準(zhǔn)及特征如下：</p><p>　　表2-1 、型車主要標(biāo)準(zhǔn)及特征對(duì)比</p><p><b>　　表2-1（續(xù)）</b></p><p>　　由表2-1中型、型車輛基本參數(shù)可知，兩種類型的車輛均滿足任務(wù)書(shū)要

31、求。與我國(guó)目前普遍運(yùn)營(yíng)的型列車相比，型車具有載客量大、功能先進(jìn)、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)，尤其適合人口密度、流量大的特大型城市使用，可以解決加掛車廂過(guò)多帶來(lái)的諸多難題，有效緩解軌道交通運(yùn)輸壓力。而型車適用于客流量中等的大中型城市，相比之下，型車在滿足城市軌道交通運(yùn)量需求及安全性的基礎(chǔ)上，更加經(jīng)濟(jì)。參照成都地鐵有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱“成都地鐵”）運(yùn)營(yíng)車輛選型，選擇型車作為本次課程設(shè)計(jì)車輛。</p><p>　　2.2 車輛所

32、需功率估算及電機(jī)選擇</p><p>　　對(duì)于地鐵而言，其編組車輛少，列車長(zhǎng)度較短，在牽引計(jì)算中，可將整個(gè)列車看做一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。列車在運(yùn)行過(guò)程中受到大小和方向不同的各種力的作用，但我們只對(duì)與列車運(yùn)行速度有關(guān)的縱向力做相關(guān)的分析，主要包括：牽引力、阻力和制動(dòng)力。</p><p>　　2.2.1 列車運(yùn)行基本參數(shù)要求</p><p><b>　　列車構(gòu)

33、造速度：</b></p><p><b>　　平均起動(dòng)加速度：</b></p><p><b>　　常用制動(dòng)減速度：</b></p><p><b>　　緊急制動(dòng)減速度：</b></p><p>　　2.2.2 剩余加速度設(shè)置</p><p>

34、;　　考慮到地鐵車輛運(yùn)行的特殊性，要求盡可能地縮短加速時(shí)間，要在不太長(zhǎng)的距離和時(shí)間內(nèi)使列車達(dá)到最高速度，所以應(yīng)具備較大的剩余功率，故設(shè)置應(yīng)高于《列車牽引計(jì)算規(guī)程解釋》中對(duì)于干線旅客列車的規(guī)定。參考國(guó)內(nèi)地鐵運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算中取為。</p><p>　　2.2.3 列車牽引功率計(jì)算</p><p>　　按列車起動(dòng)加速度計(jì)算</p><p>　　車輛運(yùn)行基本阻力公式為：&l

35、t;/p><p><b>　　（2-1）</b></p><p><b>　　式中為起動(dòng)速度</b></p><p>　　取，牽引齒輪箱機(jī)械傳動(dòng)效率為。</p><p>　　由于列車運(yùn)行所需功率不僅與起動(dòng)加速度，最大運(yùn)行速度和最大坡度等相關(guān)，而且與列車的編組方式和車輛載客后的重量有關(guān)。當(dāng)列車達(dá)到終了速度

36、，考慮到城市軌道交通的情況，取坡道千分?jǐn)?shù)為，此時(shí)按起動(dòng)速度為，故運(yùn)行阻力為：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　以6車編組，4動(dòng)2拖模式，以負(fù)載為例，載客狀態(tài)為超員，車質(zhì)量為，車質(zhì)量為，乘客平均重量，則額定載客量為：</p><p><b>　?。?-3）</b></p>&

37、lt;p><b>　　額定載質(zhì)量為：</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　列車重量：</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　平均軸重：</b

38、></p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)可查得，其牽引力為：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　其牽引功率為

39、：</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)選擇B2型車（4軸），6車編組，4動(dòng)2拖模式，所以共有16臺(tái)牽引電機(jī)，每臺(tái)牽引電機(jī)所需功率：</p><p><b>　　（2-10）</b></p><p>　　按加速到最大速度計(jì)算</p&g

40、t;<p>　　參考國(guó)內(nèi)地鐵運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合實(shí)際線路和運(yùn)行要求，計(jì)算中取剩余加速度為。</p><p>　　列車總質(zhì)量，其功率為：</p><p><b>　　（2-11）</b></p><p>　　每臺(tái)牽引電機(jī)的功率為：</p><p><b>　?。?-12）</b></p&

41、gt;<p>　　2.2.4 電機(jī)選擇</p><p>　　顯然，所選電機(jī)牽引功率應(yīng)滿足式2-12計(jì)算所需功率。選擇電機(jī)，逆變器的功率電子器件，電網(wǎng)電壓,恒功率運(yùn)行時(shí)牽引電機(jī)輸出功率，恒功率運(yùn)行時(shí)電機(jī)短時(shí)功率過(guò)載系數(shù)為。</p><p>　　2.3 轉(zhuǎn)向架的比較和選擇</p><p>　　根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，構(gòu)造速度為，則實(shí)際運(yùn)行速度為。國(guó)內(nèi)幾種典型的城軌

42、（地鐵）車輛轉(zhuǎn)向架，主要有以下三種類型：型地鐵車輛轉(zhuǎn)向架、型地鐵車輛轉(zhuǎn)向架、型地鐵車輛轉(zhuǎn)向架。</p><p>　　2.3.1 DK3型地鐵轉(zhuǎn)向架</p><p>　　圖2-1 DK3型地鐵車輛轉(zhuǎn)向架</p><p>　　1.輪對(duì)軸箱彈簧裝置；2.構(gòu)架；3.搖枕彈簧裝置；4.縱向拉桿；5.基礎(chǔ)制動(dòng)裝置</p><p>　　型轉(zhuǎn)向架為系列眾多轉(zhuǎn)

43、向架中的一種，運(yùn)用于北京地鐵號(hào)線，為我國(guó)最早建成運(yùn)營(yíng)的地鐵線路。系列地鐵車輛是由長(zhǎng)春客車廠參照前蘇聯(lián)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)制造的。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：</p><p>　　軸箱定位裝置（一系懸掛）</p><p>　　從理論上講，該水平布置的軸箱彈簧僅起到力矩平衡作用，并不能傳遞垂向力，而在構(gòu)架與軸箱間傳遞垂向力的唯一部件就是金屬橡膠彈性絞銷（即定位銷）。</p><p><b

44、>　　搖枕彈簧裝置</b></p><p>　　上部通過(guò)心盤與車體相連，下部通過(guò)空氣彈簧和縱向拉桿與構(gòu)架相連。</p><p><b>　　三個(gè)力的傳遞過(guò)程：</b></p><p><b>　　垂向力（即重力）</b></p><p>　　車體（上心盤）→下心盤→搖枕→空氣彈簧→

45、構(gòu)架側(cè)梁→軸箱定位銷→軸箱→車軸→車輪→鋼軌。</p><p><b>　　橫向力（離心力等）</b></p><p>　　車輪→車軸→軸箱→軸箱定位銷→構(gòu)架側(cè)梁→空氣彈簧→搖枕→心盤→車體。</p><p>　　縱向力（牽引力或制動(dòng)力）</p><p>　　車輪→車軸→軸箱→軸箱定位銷→構(gòu)架側(cè)梁→牽引拉桿→搖枕→心盤→

46、車體→車鉤。</p><p>　　2.3.2 SMC型地鐵車輛轉(zhuǎn)向架</p><p>　　上海地鐵號(hào)線車輛是原裝引進(jìn)德國(guó)西門子()公司技術(shù)，其轉(zhuǎn)向架是以杜瓦格()轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)原則為基礎(chǔ)，特別是以香港地鐵()及新加坡地鐵()車輛轉(zhuǎn)向架為根據(jù)設(shè)計(jì)而成的。</p><p>　　為了滿足上海地鐵公司()設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，在車輪直徑及牽引電動(dòng)機(jī)懸掛方面做了改進(jìn)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：&

47、lt;/p><p><b>　　軸箱定位裝置</b></p><p>　　采用八字形（人字形）橡膠定位—能傳遞各種力。</p><p><b>　　二系懸掛裝置</b></p><p>　　包括橡膠空氣彈簧、中央牽引銷連接裝置和抗側(cè)滾扭桿彈簧裝置等。</p><p>　　二系懸掛

48、裝置具有如下特點(diǎn)：①橡膠空氣彈簧直接與車體相連—承載，但僅傳遞重量；②中央牽引銷連接裝置傳遞縱向力和橫向力；③抗側(cè)滾扭桿彈簧限制車體的側(cè)滾。</p><p><b>　　三個(gè)力的傳遞過(guò)程:</b></p><p><b>　　垂向力</b></p><p>　　車體→橡膠空氣彈簧→構(gòu)架側(cè)梁→八字形橡膠彈簧→軸箱→車軸→車輪

49、→鋼軌。</p><p><b>　　橫向力</b></p><p>　　車輪→車軸→軸箱→八字形橡膠彈簧→構(gòu)架側(cè)梁→</p><p><b>　　橫向力</b></p><p>　　車輪→車軸→軸箱→八字形橡膠彈簧→構(gòu)架側(cè)梁→構(gòu)架橫梁→牽引拉桿→中心架→牽引中心銷→車體→車鉤。</p>

50、;<p>　　圖2-2 SMC型地鐵車輛動(dòng)力轉(zhuǎn)向架</p><p>　　1.構(gòu)架；2.軸箱；3.輪對(duì)；4.橡膠彈簧；5.空氣彈簧；6.垂直油壓減振器；7.橫向油壓減振器；</p><p>　　8.抗側(cè)滾扭桿裝置；9.橫向橡膠緩沖擋；10.中央牽引連接裝置；11.牽引拉桿；12.牽引電機(jī)；</p><p>　　13.齒輪減速箱；14.單元踏面制動(dòng)裝置；1

51、5.速度傳感器；16.接地裝置；17.高度控制閥</p><p>　　2.3.3 SDB-80型地鐵車輛轉(zhuǎn)向架</p><p>　　成都地鐵號(hào)線電動(dòng)車輛轉(zhuǎn)向架型號(hào)為，由南車四方機(jī)車車輛股份有限公司設(shè)計(jì)和制造。型轉(zhuǎn)向架技術(shù)先進(jìn)，可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)量小。輕量化的成熟定型產(chǎn)品分為兩種，即結(jié)構(gòu)相似的動(dòng)車轉(zhuǎn)向架和拖車轉(zhuǎn)向架，均為無(wú)搖枕結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架采用鋼板焊接型結(jié)構(gòu)，其橫梁采用無(wú)縫鋼管結(jié)構(gòu)。其特

52、點(diǎn)如下：</p><p><b>　　輕量化設(shè)計(jì)。</b></p><p>　?、偃∠麚u枕，降低重量；</p><p>　?、谵D(zhuǎn)向架橫梁使用無(wú)縫鋼管，兼作空氣彈簧附加空氣室，降低重量；</p><p>　　③使用疊層圓錐橡膠彈簧，降低重量。</p><p>　　(2)采用橫向剛度小的空氣彈簧來(lái)改善

53、車輛乘坐舒適性。 (3)采用低剛度的疊層圓錐橡膠彈簧作為一系懸掛軸箱定位裝置，降低了車輛通過(guò)曲線時(shí)的輪軌作用力，從而提高了車輛的曲線通過(guò)性能。 (4)牽引裝置采用“”字形全彈性無(wú)間隙牽引裝置，通過(guò)優(yōu)化牽引剛度，隔離轉(zhuǎn)向架縱向伸縮振動(dòng)通過(guò)中心銷向車體彎曲模態(tài)振動(dòng)的傳遞。牽引裝置可以在整車起吊時(shí)同時(shí)吊起轉(zhuǎn)向架。 (5)和排障器安裝梁為全彈性連接，在小橫梁端部有一段橡膠彈性部件，抵消轉(zhuǎn)向架構(gòu)架端梁在各種模態(tài)下產(chǎn)生的扭

54、曲變形量，保證安裝梁及連接座不會(huì)產(chǎn)生裂紋現(xiàn)象。 (6)為延長(zhǎng)軸承的免維護(hù)檢修周期和壽命，采用在電氣化鐵道系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)運(yùn)用驗(yàn)證的進(jìn)口雙列圓柱滾子軸承，自密封結(jié)構(gòu)，不漏油。 (7)一系懸掛采用疊層圓錐橡膠彈簧型式。采用進(jìn)口產(chǎn)品，其使用壽命不少于年。 (8)二系懸掛采用直徑的無(wú)搖枕空氣彈簧，其使用壽命不少于年。</p><p>　　(9)加裝車輪降噪阻尼器，能有效地降低車輛通過(guò)曲線時(shí)輪軌間的高頻噪

55、聲。</p><p>　　(10)構(gòu)架進(jìn)行防腐性能處理內(nèi)部腔體灌涂防腐液，隔絕空氣起到防腐的效果。</p><p><b>　　三個(gè)力的傳遞過(guò)程：</b></p><p><b>　　垂向力（即重力）</b></p><p>　　車體→第2系碗形橡膠彈簧→構(gòu)架側(cè)梁→輪組架和第1系橡膠彈簧→軸箱→車軸

56、→車輪→鋼軌。</p><p><b>　　橫向力（離心力等）</b></p><p>　　車輪→車軸→軸箱→輪組架→構(gòu)架側(cè)梁→構(gòu)架側(cè)梁→第2系碗形橡膠彈簧及彈性側(cè)擋→車體。</p><p>　　縱向力（牽引力或制動(dòng)力）</p><p>　　車輪→車軸→軸箱→輪組架→構(gòu)架（橫梁）→牽引拉桿→車體→車鉤。</p>

57、;<p>　　圖2-3 SDB-80型地鐵車輛動(dòng)力轉(zhuǎn)向架</p><p>　　1.構(gòu)架組成；2.輪對(duì)軸箱定位裝置；3.中央懸掛裝置；4.牽引裝置；5.基礎(chǔ)制動(dòng)裝置6.驅(qū)動(dòng)裝置；</p><p><b>　　7.輪緣潤(rùn)滑裝置</b></p><p>　　2.3.4 轉(zhuǎn)向架的選擇</p><p>　　通過(guò)比較，

58、成都地鐵1號(hào)線所選用的型轉(zhuǎn)向架技術(shù)先進(jìn)，可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)量小，符合選型要求。但由于任務(wù)書(shū)要求本次設(shè)計(jì)車構(gòu)造速度為，因此需在此基礎(chǔ)上做出改進(jìn)。通過(guò)查找資料，運(yùn)用在北京地鐵昌平線上的型（車號(hào)：）車所用的型轉(zhuǎn)向架構(gòu)造速度為,符合設(shè)計(jì)要求，故本設(shè)計(jì)以型轉(zhuǎn)向架為基礎(chǔ)，參照型轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)型轉(zhuǎn)向架進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)參數(shù)如表2-2所示。</p><p>　　2.4 車輛基本參數(shù)選擇</p><p>

59、　　2.4.1 車輛性能參數(shù)的選擇</p><p>　　軸重：是指按車軸型式及在某個(gè)運(yùn)行速度范圍內(nèi)該軸允許負(fù)擔(dān)的并包括輪對(duì)自身在內(nèi)的最大總質(zhì)量。按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，車輛軸重，經(jīng)計(jì)算，為。</p><p>　　最小曲線半徑：指配用某種型式轉(zhuǎn)向架的車輛在戰(zhàn)場(chǎng)或廠、段內(nèi)調(diào)車時(shí)所能安全通過(guò)的最小曲線半徑。當(dāng)車輛在此曲線區(qū)段上行駛時(shí)不得出現(xiàn)脫軌、傾覆等危及行車安全的事故，也不允許轉(zhuǎn)向架與車體底架或與車下其

60、他懸掛物相碰。該車在正線運(yùn)行的狀況下，最小曲線半徑為；出廠線運(yùn)行時(shí)，最小曲線半徑為。</p><p>　　構(gòu)造速度：指除了滿足安全及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度條件外，還必須滿足連續(xù)以該速度運(yùn)行時(shí)，車輛有足夠良好的運(yùn)行性能。將該車的構(gòu)造速度設(shè)定為。</p><p>　　軌距：采用標(biāo)準(zhǔn)軌距，即。</p><p>　　2.4.2 車輛外部尺寸參數(shù)的選擇</p><p&g

61、t;　　車輛定距：指車體支承在前、后兩走行部之間的距離，若為帶轉(zhuǎn)向架的車輛，車輛定距又可稱為轉(zhuǎn)向架中心距。結(jié)合我國(guó)地鐵車輛定距，將該車車輛定距設(shè)計(jì)為。</p><p>　　轉(zhuǎn)向架固定軸距：不論是二軸轉(zhuǎn)向架或是多軸轉(zhuǎn)向架，同一轉(zhuǎn)向架最前位輪軸中心與最后位輪軸中心之間的距離稱為轉(zhuǎn)向架固定軸距。該車轉(zhuǎn)向架固定軸距為。</p><p>　　車頂距軌面高度：指車輛頂部最高點(diǎn)離鋼軌水平面之間的距離，該

62、尺寸必須要符合地鐵車輛限界的要求。該車最大高度為。</p><p><b>　　車體外寬：該車取。</b></p><p>　　車鉤高：又稱車鉤中心線距軌面高度，指車鉤鉤舌外側(cè)面的中心線至軌面高度。本設(shè)計(jì)取車鉤高為。</p><p>　　2.4.3 車輛內(nèi)部部尺寸參數(shù)的選擇</p><p>　　為滿足隔熱需要，本設(shè)計(jì)中車

63、輛靜止時(shí)總值應(yīng)不大于。車輛橫斷面應(yīng)當(dāng)填充以隔熱材料。對(duì)于地鐵車輛，隔熱材料的選擇建議采用以下原則： </p><p>　　性能：隔熱隔聲性能好，阻燃防火性能好。 </p><p>　　密度：密度小，重量輕，有利于車體輕量化。 </p><p>　　環(huán)保：在加工或安裝過(guò)程中不產(chǎn)生或少產(chǎn)生粉塵，燃燒后不釋放有毒氣體，不生成有毒殘留物。 </p><p

64、>　　工藝：富有彈性(可確保安裝嚴(yán)密)、可加工性好，安裝方便。 </p><p>　　穩(wěn)定：加工成型或安裝后的隔熱材料，在溫度變化或時(shí)間變化的過(guò)程中其尺寸應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定，否則會(huì)造成安裝間隙增大、隔熱效果降低。 </p><p>　　成本：選材廣泛，成本相對(duì)較低。 </p><p>　　后處理：對(duì)于加工余料和修車廢料能回生，即使不能再生，也能進(jìn)行無(wú)害化處理。<

65、/p><p>　　結(jié)合現(xiàn)有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)車體隔熱材采用包裝嚴(yán)密的玻璃棉板，墻、頂隔熱材內(nèi)側(cè)加鋁箔（鋁箔設(shè)在玻璃棉包裝薄膜的外側(cè)），隔熱材的安裝須牢固、嚴(yán)密，不得有縫隙。為保證合理的隔熱壁空間分部，隔熱壁厚度選取。</p><p>　　車輛基本參數(shù)參照B型車及型轉(zhuǎn)向架基本標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)參數(shù)如表2-2所示，具體項(xiàng)目將在下文進(jìn)行說(shuō)明、計(jì)算和校核。</p><p>　　表2-2

66、TC車總體設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p><b>　　表2-2 （續(xù)）</b></p><p><b>　　修改參數(shù)說(shuō)明：</b></p><p>　　表2-3 修改參數(shù)列表</p><p>　　第3章 車輛尺寸參數(shù)的校核</p><p>　　3.1 車輛限界校核</p>

67、;<p>　　限界是指列車沿固定的軌道安全運(yùn)行所需要的空間尺寸。為保證列車運(yùn)行安全，各種建筑物及設(shè)備均不得侵入限界范圍。城市軌道交通工程地下隧道的斷面尺寸及高架橋梁的寬度都是根據(jù)限界確定的。</p><p>　　地鐵限界分為車輛限界、設(shè)備限界、建筑限界。受電弓限界或受流器限界是車輛限界的組成部分，接觸軌限界屬于設(shè)備限界的輔助限界。</p><p>　　依照題目設(shè)計(jì)要求，采用集

68、中供電（接觸網(wǎng)），參照《地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)》（）規(guī)定，選用地鐵型限界標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　圖3-1 B2型隧道內(nèi)車輛輪廓線、車輛限界、設(shè)備限界</p><p>　　結(jié)論：通過(guò)對(duì)車輛限界的校核，該車最大寬度、最大高度等尺寸都符合《地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)》()關(guān)于限界的要求。</p><p>　　3.2車輛在曲線上的靜偏移量校核</p><p>　　對(duì)車輛

69、在曲線上的靜偏移量進(jìn)行校核時(shí)，有轉(zhuǎn)向架車輛和無(wú)轉(zhuǎn)向架車輛在原理上是相同的，由于本次課程設(shè)計(jì)的對(duì)象是有轉(zhuǎn)向架（）車輛，所以靜偏移量計(jì)算如下：</p><p>　　圖3-2 四軸車在曲線上的偏移狀況</p><p>　　對(duì)于有轉(zhuǎn)向架的車輛，轉(zhuǎn)向架本身就是一個(gè)小的二軸車，轉(zhuǎn)向架心盤處也要向曲線內(nèi)側(cè)偏移，如下圖3-3所示，設(shè)轉(zhuǎn)向架的固定軸距為，則其中部的偏移量為：</p><p

70、><b>　　(3-1)</b></p><p><b>　　又由于，且</b></p><p>　　略去一些角度引起的偏差，可得四軸車車體中央偏移量為：</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　四軸車車體端部偏移量為：</p>

71、<p><b>　　(3-3)</b></p><p><b>　　其中：——車輛長(zhǎng)度</b></p><p><b>　　——車輛定距</b></p><p><b>　　——曲率半徑</b></p><p><b>　　——轉(zhuǎn)向架固

72、定軸距</b></p><p>　　以上數(shù)據(jù)在本次課程設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)參考值分別為：</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)帶入上述兩式，可得：</p><p><b>　　， </b></p><p>　　結(jié)論：由于和兩者相差為：,相差基本滿足設(shè)計(jì)要求，因此車輛在曲線上的靜偏移量是能夠滿足車輛設(shè)計(jì)要求的，即車輛的定距、

73、長(zhǎng)度以及整車的曲線通過(guò)能力都滿足設(shè)計(jì)要求，車輛能夠在線路上正常運(yùn)行。</p><p>　　3.3 曲線通過(guò)校核</p><p>　　車輛通過(guò)平面曲線或變坡點(diǎn)時(shí)，車輛部件之間或相鄰車輛之間均會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故需要通過(guò)必要的計(jì)算確定各部分之間的間隙。此處主要考慮以下情況：車輛通過(guò)平面曲線時(shí)，兩車端部的最小間隙及車鉤的擺角。</p><p>　　當(dāng)列車通過(guò)半徑為R的曲線軌

74、道時(shí)，兩相鄰車所處的位置如圖所示，此時(shí)靠曲線內(nèi)側(cè)的兩車端部互相靠近，車端尺寸必須通過(guò)校核，確保兩相鄰車輛在通過(guò)曲線時(shí)端部有關(guān)部件不會(huì)相碰。</p><p>　　圖3-3 相鄰兩車輛在曲線上的位置</p><p><b>　　如圖可知：</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p

75、><b>　?。?-5）</b></p><p>　　若每節(jié)車廂兩車鉤之間的距離分別為和同時(shí)，則有：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　　由三角形可求得：</b>

76、</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　即三角形OO1O2周長(zhǎng)的一半；</p><p>　　即為三角形OO1O2內(nèi)接圓的半徑。<

77、/p><p><b>　　，，， </b></p><p>　　當(dāng)、求得后，根據(jù)圖的幾何關(guān)系可以計(jì)算出相鄰輛車的車端有關(guān)部件之間間隙，即：</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p><b>　　式中： </b></p><p><

78、;b>　　校核結(jié)果安全。</b></p><p>　　圖3-4 相鄰兩車輛的端部間隙</p><p>　　第4章 車輛空間布置</p><p><b>　　4.1 總體布置</b></p><p>　　車輛設(shè)備包括車用設(shè)備和服務(wù)于乘客的設(shè)備兩大類。車輛設(shè)備主要有：牽動(dòng)動(dòng)力設(shè)備（如受電弓、逆變器、牽引電機(jī)

79、）、計(jì)算機(jī)控制設(shè)備（如微機(jī)控制單元及總線傳感器）、制動(dòng)設(shè)備、風(fēng)源設(shè)備，等等，它們用于滿足列車運(yùn)行要求。服務(wù)于乘客的設(shè)備主要有：旅客乘坐設(shè)備（如坐席、扶手、吊環(huán)等）、照明設(shè)備、信息廣播設(shè)備（包括信息顯示牌和列車廣播）、空氣調(diào)節(jié)設(shè)備，等等，它們用于為旅客提供方便和服務(wù)，保證乘客良好的乘車環(huán)境。</p><p>　　4.1.1 車輛外部設(shè)備</p><p>　　圖4-1 TC車外部設(shè)備總圖<

80、;/p><p>　　拖車(車)外部和車內(nèi)設(shè)備總圖如圖4-1所示。</p><p>　　由于車位于整列車的端部，因此其頭部呈一定的流線型并帶有司機(jī)室，其相應(yīng)的具有司機(jī)室前窗、司機(jī)室側(cè)窗和司機(jī)室側(cè)門等設(shè)施。整個(gè)車輛坐落在前后兩臺(tái)拖車轉(zhuǎn)向架上。前后車底部位分別安裝有半自動(dòng)車鉤及防爬器和半永久棒式車鉤。車頂安放空調(diào)機(jī)組、車頂通風(fēng)器，在車輛側(cè)墻外部則有指示燈等。</p><p>

81、　　4.1.2 車輛車內(nèi)設(shè)備</p><p>　　車車內(nèi)設(shè)備布置的具體布置如圖4-2所示。</p><p>　　組成整個(gè)列車的各車輛內(nèi)部主要設(shè)備包括作為旅客乘降口的側(cè)拉門、司機(jī)室側(cè)門、客室隔門、端門、座椅、車窗、各種扶手及吊環(huán)、立柱、風(fēng)擋和渡板等。該車輛內(nèi)部主要沿車廂兩側(cè)縱向各布置有三條坐椅，并在車輛中部縱向布置了兩排立柱和扶手，同時(shí)在靠近動(dòng)車(車)端部?jī)蓚?cè)安裝有客室電器柜。</p&

82、gt;<p>　　圖4-2 TC車車內(nèi)設(shè)備總圖</p><p><b>　　司機(jī)室</b></p><p>　　司機(jī)室內(nèi)布置有操縱臺(tái)、司機(jī)座椅、繼電器柜及信號(hào)柜等。</p><p>　　司機(jī)室是列車駕駛員的工作場(chǎng)所。司機(jī)室位于列車運(yùn)行方向的前部，司機(jī)室的前部設(shè)有緊急疏散梯等設(shè)施。司機(jī)室前車窗玻璃為高強(qiáng)度的擋風(fēng)玻璃，正駕駛前方玻璃內(nèi)

83、埋有電加熱絲，以供加熱除霜去霧，另外在玻璃外側(cè)還設(shè)有刮雨器。司機(jī)室內(nèi)主要設(shè)備是用來(lái)操縱列車運(yùn)行的，設(shè)備布置為司機(jī)操縱列車提供方便和為司機(jī)提供良好的工作環(huán)境。</p><p><b>　　客室</b></p><p>　　客室是容納旅客的場(chǎng)所。車輛客室設(shè)有雙側(cè)車門、車窗和擋風(fēng)板、扶手欄桿、安全錘、滅火器、排水管罩等設(shè)備，且兩車客室之間由風(fēng)擋貫通結(jié)構(gòu)連接。其主要設(shè)備為乘客

84、提供服務(wù)，設(shè)備布置應(yīng)保證車內(nèi)旅客的安全性和舒適性。</p><p>　　一般在客室側(cè)門之間設(shè)有車窗，每側(cè)均勻布置四扇楣窗式車窗，車窗的大小為。裝有中空雙層玻璃，具有隔音、隔熱功能。</p><p>　　貫通道處于車輛間的連接部。設(shè)置連接部不僅為了使車內(nèi)的客流密度自動(dòng)調(diào)節(jié)，而且當(dāng)某節(jié)車的空調(diào)出故障時(shí)，列車起動(dòng)和制動(dòng)可以使車內(nèi)的空氣經(jīng)過(guò)貫通道流通。</p><p>　　

85、4.2 車輛斷面結(jié)構(gòu)</p><p>　　車輛斷面結(jié)構(gòu)能夠很好反映車輛內(nèi)部乘客乘坐空間狀況，以及扶手、立柱等設(shè)施的相互位置關(guān)系。它還能局部反映車下懸掛設(shè)備與車體之間的相對(duì)位置關(guān)系。地鐵列車典型斷面如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 車輛典型斷面圖</p><p>　　4.3 車下懸掛設(shè)備布置</p><p>　　車下主要懸掛設(shè)備可

86、大致概況如下：</p><p>　　每輛車地板下均懸掛有制動(dòng)控制單元、副風(fēng)缸、停放制動(dòng)單元、緊急通風(fēng)逆變器、接地開(kāi)關(guān)箱和端部的分線箱及芯分線箱。</p><p>　　車下懸掛有靜止逆變器、整流裝置、蓄電池及蓄電池控制箱、斷流器箱、熔斷器箱和車間電源轉(zhuǎn)換箱。</p><p>　　車車下主要懸掛設(shè)備布置如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-

87、4 TC車車下主要懸掛設(shè)備布置</p><p>　　第5章 車體鋼結(jié)構(gòu)和內(nèi)裝設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 車體鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　傳統(tǒng)城軌車輛車體結(jié)構(gòu)與普通鐵路客車車體結(jié)構(gòu)基本相同，均采用無(wú)中梁波紋地板薄壁筒型整體焊接鋼結(jié)構(gòu)。車體鋼結(jié)構(gòu)為全鋼焊接結(jié)構(gòu)，由底架、側(cè)墻、車頂和端墻4部分組成。在側(cè)墻、端墻和車頂鋼骨架外面及底架鋼骨架的上面，分別焊有側(cè)墻板、

88、端墻板、車頂板和縱向波紋地板及平地板，形成一個(gè)上部帶圓弧，下部為矩形的封閉殼體，俗稱薄壁簡(jiǎn)型車體結(jié)構(gòu)。売體內(nèi)面或外面用縱向梁、橫向梁和立柱等加強(qiáng)，形成整體承載的合理結(jié)構(gòu)。</p><p>　　5.1.1 車體類型及特征</p><p>　　地鐵車輛車體具有以下特征：</p><p>　　方便旅客快速上下車，要求車門多且開(kāi)度大</p><p>

89、　　車體重量限制較為嚴(yán)格，要求采用輕量化車體</p><p>　　對(duì)車體的防火要求嚴(yán)格，在車體結(jié)構(gòu)和選材上要求采用防火設(shè)計(jì)和阻燃處理</p><p>　　對(duì)車輛的隔音和減噪有嚴(yán)格要求</p><p>　　同時(shí)對(duì)車輛的外觀造型和色彩都有美化要求和與城市景觀相協(xié)調(diào)的要求</p><p>　　典型地鐵車輛結(jié)構(gòu)形式為：軸節(jié)式由第三軌受電，當(dāng)然，地鐵列

90、車也可以輛、輛、輛甚至輛編組成列運(yùn)行。（本設(shè)計(jì)采用動(dòng)托輛編組成列運(yùn)行）</p><p>　　圖5-1 地鐵車輛車體的橫斷面</p><p>　　5.1.2 車體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　車體底架設(shè)計(jì)</b></p><p>　　底架為無(wú)中梁結(jié)構(gòu)，兩側(cè)為兩根不銹鋼冷彎型鋼邊梁，在它們之間布置不銹鋼主橫梁，底架上面鋪

91、設(shè)厚度為的不銹鋼波紋地板。主橫梁材料強(qiáng)度級(jí)別、板厚及間距根據(jù)車下吊裝設(shè)備需要選取。在確保安全、可靠的前提下考慮輕量化。端梁為不銹鋼，內(nèi)側(cè)端部底架結(jié)構(gòu)釆用髙耐候結(jié)構(gòu)鋼。不銹鋼邊梁、端梁與端底架間采用塞焊。</p><p><b>　　車體車頂設(shè)計(jì)</b></p><p>　　車頂是由兩根冷彎型鋼邊梁、數(shù)根拉彎成形的車頂彎梁通過(guò)連接板點(diǎn)焊在一起，形成桁架結(jié)構(gòu)，然后在桁架上

92、鋪設(shè)側(cè)頂板和波紋頂扳。板、梁間通過(guò)自動(dòng)編程點(diǎn)焊連接。</p><p>　　空調(diào)機(jī)組安裝在車頂機(jī)組平臺(tái)上。平臺(tái)是典型的板梁結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到平臺(tái)的自身強(qiáng)度、剛度及其對(duì)車體總體強(qiáng)度、剛度的影響。平臺(tái)還特別注意平整以確保機(jī)組座處的氣密、水封。</p><p>　　車頂強(qiáng)度能保證支撐空調(diào)機(jī)組，車內(nèi)頂?shù)跹b及檢修人員的載荷。</p><p><b>　　車體側(cè)墻設(shè)

93、計(jì)</b></p><p>　　側(cè)墻梁柱以材料為主，梁柱斷面選用帽形，與外板點(diǎn)焊后形成箱形結(jié)構(gòu)，從而加大斷面矩提高抗彎剛度。</p><p>　　門角和窗角為應(yīng)力集中區(qū)，窗角采用高強(qiáng)度級(jí)板補(bǔ)強(qiáng)。門口采用髙強(qiáng)度板厚不小于的門扣框?qū)?cè)墻各大部件牢固地連接成整體。保證車體在縱向、垂向、扭轉(zhuǎn)等載荷作用下，強(qiáng)度、剛度滿足要求，門開(kāi)、關(guān)運(yùn)動(dòng)自如。</p><p>　

94、　側(cè)墻即是不銹鋼車體外觀最顯眼部位，要求焊點(diǎn)分布均勻有序，壓痕淺而一致，同時(shí)又是承載的重要部件，又開(kāi)有門、窗大缺口，因此焊點(diǎn)強(qiáng)度，整體剛度和局部失穩(wěn)在設(shè)計(jì)、計(jì)算、試驗(yàn)時(shí)都是重點(diǎn)。</p><p><b>　　車體連接端端墻設(shè)計(jì)</b></p><p>　　端墻采用板梁點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)。端墻有防止列車相撞時(shí)出現(xiàn)套車和與底架、 側(cè)墻、車頂共同作用防止客室受損確保乘客安全的作用。在

95、車體承受扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，門角出現(xiàn)較大剪應(yīng)力，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)端門口的梁柱特別是角部進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)。</p><p>　　端墻結(jié)構(gòu)還須滿足風(fēng)檔機(jī)構(gòu)安裝的結(jié)構(gòu)要求。</p><p><b>　　車體司機(jī)室設(shè)計(jì)</b></p><p>　　司機(jī)室酣端為不銹鋼骨架和外部套裝整體玻璃鋼罩板結(jié)構(gòu)。在車體鋼結(jié)構(gòu)總組成工序，先將骨架與車頂、側(cè)墻、底架焊接在一起，然后用螺栓將

96、玻璃鋼罩板連接在骨架上。</p><p>　　5.2 車體內(nèi)裝設(shè)計(jì)</p><p>　　為提高客車的防火安全性能，本客車車體內(nèi)部采用少木結(jié)構(gòu)，并作防腐、防火處理。</p><p>　　車內(nèi)防寒材采用超細(xì)玻璃棉氈，并加鋁箔（鋁箔設(shè)在玻璃棉包裝薄膜外側(cè)），各接縫均用塑料膠帶密封。</p><p>　　車內(nèi)墻板采用貼面膠合板，頂板采用貼面膠合板，間

97、壁板、平頂板采用防火三聚氰氨貼面膠合板材質(zhì)，地板采用膠合板，通過(guò)臺(tái)、小走廊地板采用防腐地板，防腐地板的形式和性能符合部批技術(shù)條件?？褪业匕灞砻娓步?jīng)部批準(zhǔn)廠家生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口地板布，可采用分幅組焊形式，地板布厚度，具有良好的抗灼燒能力，各項(xiàng)性能符合部批技術(shù)條件。保證地板布粘接牢固。在正常使用情況下，在一個(gè)廠修期內(nèi)不出現(xiàn)鼓泡、開(kāi)膠、褪色、破損等缺陷。各板、梁、柱間采取隔音減振措施，避免在運(yùn)行中發(fā)生聲響。</p><p&g

98、t;　　車內(nèi)用所有內(nèi)裝材料全部符合《鐵路客車室內(nèi)及內(nèi)裝材料有害物質(zhì)釋放限量技術(shù)條件》。</p><p>　　為了提高內(nèi)裝檔次,客室墻板及側(cè)墻板大量采用了整體彎曲結(jié)構(gòu),并全部采用無(wú)明釘?shù)淖匀豢p搭接組裝結(jié)構(gòu)</p><p>　　客室側(cè)頂板采用鋁蜂窩彎曲板材結(jié)構(gòu),并在內(nèi)部設(shè)置了裝飾用隱形燈具。</p><p>　　第6章 車輛部件的選型與設(shè)計(jì)</p><

99、;p>　　6.1 車鉤緩沖裝置的選型設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1.1 車鉤緩沖裝置簡(jiǎn)介</p><p><b>　　作用</b></p><p>　　用來(lái)連接列車中各車輛，使之彼此保持一定的距離，并且傳遞和緩和列車在運(yùn)行中或在調(diào)車時(shí)所產(chǎn)生的縱向力或沖擊力。</p><p><b>　　組成</b

100、></p><p>　　車鉤（亦稱牽引連掛裝置）--用來(lái)保證動(dòng)車和車輛彼此連接，并且傳遞拉伸力（牽引力）</p><p>　　緩沖裝置—用來(lái)傳遞和緩沖壓縮力，并且使車輛彼此之間保持一定的距離。</p><p>　　車鉤緩沖裝置的結(jié)構(gòu)組成</p><p>　　我國(guó)鐵路一般機(jī)車、車輛（客、貨車）的車端連接裝置主要是指車鉤緩沖裝置，而車鉤緩沖

101、裝置由車鉤、緩沖器、鉤尾框、從板等零部件組成。圖6-1所示為車鉤緩沖裝置的一種典型結(jié)構(gòu)形式。在鉤尾框內(nèi)依次安裝有前從板、緩沖器和后從板，借助鉤尾銷把車鉤和鉤尾連接成一個(gè)整體，從而使車輛具有連掛、牽引和緩沖三種功能。</p><p>　　圖6-1 車鉤緩沖裝置</p><p>　　1.車鉤；2.鉤尾框；3.鉤尾銷；4.前從板；5.緩沖器；6.后從板</p><p>　

102、　6.1.2 地鐵車輛車鉤緩沖裝置的幾種典型結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.北京地鐵的密接式車鉤</p><p>　　圖6-2 密接式車鉤緩沖裝置示意圖</p><p>　　1.鉤舌；2.解鉤風(fēng)管聯(lián)結(jié)器；3.總風(fēng)管聯(lián)結(jié)器；4.截?cái)嗳T；5.鉤身；6.緩沖器；7.制動(dòng)風(fēng)管聯(lián)結(jié)器；</p><p><b>　　8.電氣聯(lián)結(jié)器</b&

103、gt;</p><p>　　柴田式自動(dòng)密接車鉤的工作過(guò)程主要分連掛和解鉤兩種。當(dāng)兩車需要連掛時(shí)，兩車鉤以規(guī)定的速度相互接近，某車鉤鉤舌與對(duì)應(yīng)車鉤的鉤頭相接觸，并在該鉤頭斜端面的壓迫下逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，逐浙進(jìn)入鉤舌腔內(nèi)，直至完全進(jìn)入，而與此同時(shí)彈簧拉動(dòng)解鉤桿并帶動(dòng)鉤舌順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，待轉(zhuǎn)動(dòng)停止后，半圓形鉤舌和鉤舌腔相互嵌套，完成連掛。而當(dāng)需要解鉤時(shí)，通過(guò)向解鉤風(fēng)缸充入壓縮空氣，解鉤風(fēng)缸的活塞在壓縮空氣的作用下，克服彈簧作用力

104、，推動(dòng)解鉤桿，并帶動(dòng)半圓形鉤舌轉(zhuǎn)動(dòng)直到它處于解鉤位置為止，此時(shí)，原來(lái)連掛在一起的車鉤將處于待解鉤狀態(tài)。</p><p>　　2.上海地鐵的密接式車鉤緩沖裝置</p><p>　　上海地鐵車輛采用型密接式車鉤，該自動(dòng)車鉤有待掛、閉鎖和解鉤三種狀態(tài)，其車鉤結(jié)構(gòu)如圖6-3所示。</p><p>　　圖6-3 上海地鐵全自動(dòng)密接式車鉤緩沖裝置</p><

105、p>　　1.鉤頭；2.鉤舌；3.制動(dòng)風(fēng)管接頭；4.電氣聯(lián)結(jié)器機(jī)構(gòu)；5.緩沖器；6.鉤身；7.電氣聯(lián)結(jié)器；8.聯(lián)結(jié)螺栓；</p><p>　　9.車鉤連接栓；10.鉤頭與緩沖器聯(lián)結(jié)器</p><p><b>　　3. 型密接式車鉤</b></p><p>　　圖6-4 型密接式車鉤</p><p>　　1.凸錐體；2

106、.凹錐體；3.鎖栓；4.鎖栓定位彈簧；5.解鉤杠桿；6.解鉤風(fēng)缸；7.導(dǎo)向桿</p><p>　　德國(guó)制造的型密接式車鉤在歐洲、南美等許多國(guó)家的地鐵、輕軌車輛和城郊列車上獲得廣泛應(yīng)用。這種車鉤鉤頭的殼體設(shè)有凸錐體和凹錐孔，在凸錐的內(nèi)側(cè)面配備有用于車鉤機(jī)械連接的鎖栓，鎖栓由高強(qiáng)度鋼制成，置于鉤頭前端的套筒中，利用彈簧使其保持正常位置。在凸錐體的外側(cè)設(shè)有解鉤杠桿，它與氣動(dòng)的(或液壓的)解鉤控制裝置相連接。其結(jié)構(gòu)如圖6

107、-4所示。</p><p>　　4. 半永久牽引桿（棒式車鉤）</p><p>　　除了上述三種常見(jiàn)的密接式車鉤外，還有一種半永久牽引桿(棒式車鉤)，它通常使用在由若干輛動(dòng)車和拖車組成的一個(gè)比較獨(dú)立的單元內(nèi)。它兩端分別通過(guò)剛性銷與車體底架相連接，桿內(nèi)有橡膠塊作為彈性緩沖元件，起一定的緩沖減振作用(圖6-5)。</p><p>　　圖6-5 半永久牽引桿</p&

108、gt;<p>　　6.1.3 國(guó)內(nèi)地鐵車輛車鉤運(yùn)用情況</p><p>　　國(guó)內(nèi)投入使用地鐵型車的城市軌道交通系統(tǒng)主要有北京地鐵、號(hào)線，天津地鐵號(hào)線，上海地鐵、、號(hào)線，廣州地鐵號(hào)線和武漢地鐵號(hào)線等。型車車鉤緩沖裝置的供貨商有德國(guó)、瑞典和四方車輛研究所家。</p><p>　　型車車鉤緩沖裝置分為兩大類:一類以上海地鐵、、號(hào)線和廣州地鐵號(hào)線為代表，由于其采用的鋁合金車體強(qiáng)度較高

109、，要求車鉤拉伸強(qiáng)度，壓縮強(qiáng)度，廣州地鐵號(hào)線還要求車輛帶有電氣連接器，實(shí)際上與型車車鉤緩沖裝置并無(wú)差別；另一類以北京地鐵、號(hào)線和天津地鐵為代表，由于其采用的不銹鋼車體強(qiáng)度較低,車鉤設(shè)計(jì)強(qiáng)度為拉伸強(qiáng)度,壓縮強(qiáng)度，該類車鉤緩沖裝置目前在型車市場(chǎng)上更為普遍。型車車鉤一般分為半自動(dòng)車鉤和半永久車鉤兩類：列車兩端使用半自動(dòng)車鉤，只是在救援過(guò)程中自動(dòng)進(jìn)行列車間的機(jī)械連接，一般不帶電氣連接器；編組內(nèi)部各斷面采用半永久車鉤。車鉤連接形式表示如下：<

110、/p><p>　　出于檢修的需要，個(gè)別線路編組中部個(gè)單元之間采用半自動(dòng)車鉤連接。某些新的型車項(xiàng)目中，兩端采用帶電氣連接器的全自動(dòng)車鉤，以發(fā)揮快速救援的作用。</p><p><b>　　1. 車鉤裝置</b></p><p>　　型車采用的連掛系統(tǒng)主要有型車鉤和型車鉤種。兩者都是二位車鉤，集成總風(fēng)管連接器、列車管連接器、解鉤風(fēng)管連接器和電氣連接器，

111、功能相似。型車鉤形式與型車所采用的相同，雖然原理和結(jié)構(gòu)相同，但德國(guó)、瑞典和四方車輛研究所家生產(chǎn)的型車鉤的輪廓有差別，彼此不能無(wú)條件連掛。型車鉤是四方車輛研究所從最初的北京地鐵、號(hào)線改進(jìn)而來(lái)的自動(dòng)車鉤，目前其總體性能和功能已經(jīng)與歐式車鉤等同。兩者相比,型車鉤操作方便，連掛范圍大；而型車鉤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，強(qiáng)度高，維修方便，安全性能好。</p><p><b>　　2. 鉤緩裝置</b></p&g

112、t;<p>　　雖然受車體的強(qiáng)度限制，型車緩沖系統(tǒng)可用的緩阻抗力比型車車要低，但要求其仍能夠吸收空載列車以速度相對(duì)撞擊的沖擊能量。這對(duì)型車緩沖系統(tǒng)的吸收能力要求很高，所以主要采用緩沖器或緊湊型彈性膠泥緩沖器加壓潰管的形式，緩沖器或緊湊型彈性膠泥緩沖器吸收正常運(yùn)行時(shí)的縱向沖動(dòng)，而壓潰管則吸收速度相對(duì)撞擊的沖擊能量。也有個(gè)別線路采用了與型車類似的氣液緩沖器。</p><p>　　6.1.4 車鉤選型設(shè)計(jì)

113、</p><p>　　城軌型車目前的配置形式比較統(tǒng)一，一般是列車兩端采用半自動(dòng)車鉤、中間其他斷面采用半永久車鉤。半自動(dòng)車鉤主要用于救援回送工況下的機(jī)械連接，中間斷面的半永久車鉤只負(fù)責(zé)完成機(jī)械和風(fēng)管的人工連接?？紤]到一些城軌檢修架車設(shè)備的功能限制，也可以在列車編組中部單元之間采用半自動(dòng)車鉤替代半永久車鉤。為便于組織過(guò)渡牽引和回送，車鉤高度應(yīng)盡可能統(tǒng)一，建議優(yōu)先選用鉤高。半自動(dòng)車鉤應(yīng)采用型或型車鉤，應(yīng)有司機(jī)控制自動(dòng)解

114、鉤的功能，如無(wú)特殊需要不應(yīng)配置自動(dòng)電氣連接器，但是，為了在救援時(shí)快速實(shí)現(xiàn)對(duì)被救援列車的停放制動(dòng)緩解和機(jī)械、電氣自動(dòng)連接，減少人工操作，可以考慮在前端半自動(dòng)車鉤連掛面加裝一個(gè)芯或芯的信號(hào)連接器，以控制被救援車的停放制動(dòng)緩解，并在整個(gè)救援運(yùn)行過(guò)程中保持救援車與被救援車司機(jī)對(duì)講及緊急制動(dòng)的聯(lián)通。對(duì)型車的車鉤緩沖裝置而言，對(duì)速度碰撞能量吸收的要求基本上達(dá)到了能量吸收的極限。所以型車緩沖系統(tǒng)必須采用單位長(zhǎng)度能量吸收效率最高的壓潰管，以最大限度地吸

115、收沖擊能量，同時(shí)采用緊湊型彈性緩沖器與之配合使用。為了在滿足碰撞能量保護(hù)的前提下盡可能提高正常運(yùn)行工況下的運(yùn)行性能，此次采用緊湊型彈性膠泥緩沖器</p><p>　　統(tǒng)型型車車鉤緩沖裝置技術(shù)參數(shù)如表所示：</p><p>　　表6-1 統(tǒng)型B型車車鉤緩沖裝置技術(shù)參數(shù)</p><p>　　6.2 制動(dòng)系統(tǒng)的選用及校核</p><p><b

116、>　　基礎(chǔ)制動(dòng)裝置：</b></p><p>　　地鐵列車對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)有較高的要求，主要表現(xiàn)在地鐵列車必須具有較高的制動(dòng)減速度。額定載員情況下，列車從最高速度到停車：常用制動(dòng)減速度為，緊急制動(dòng)減速度為；地鐵列車必須能達(dá)到定點(diǎn)停車，因此要求制動(dòng)系統(tǒng)具有非?？煽康闹苿?dòng)性能，其制動(dòng)距離誤差不得超過(guò)；地鐵車輛轉(zhuǎn)向架的軸距一般比較小，基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的安裝空間有限，因此要求基礎(chǔ)制動(dòng)裝置要具有較小的尺寸；地鐵車輛

117、運(yùn)營(yíng)的線路坡度：正線一般達(dá)到了，而輔助線路更達(dá)到了，因此要求基礎(chǔ)制動(dòng)裝置具有足夠的停車制動(dòng)能力。</p><p>　　地鐵列車制動(dòng)系統(tǒng)一般包括再生制動(dòng)、電阻制動(dòng)與空氣制動(dòng)。制動(dòng)優(yōu)先級(jí)以再生制動(dòng)為最高，電阻制動(dòng)次之，最后(電制動(dòng)速度消失點(diǎn)應(yīng)在之間，且可調(diào))為空氣制動(dòng)。目前大多地鐵車輛使用踏面制動(dòng)器，同時(shí)踏面制動(dòng)器又分單元踏面制動(dòng)器和杠桿式踏面制動(dòng)器，由于基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的安裝空間有限，因此大多選用單元踏面制動(dòng)器。城軌基

118、礎(chǔ)制動(dòng)的閘瓦選用高磨合成閘瓦，其平均磨擦系數(shù)，不含石棉等對(duì)人體有害的化學(xué)成分。通過(guò)合理選擇制動(dòng)倍率，完全能滿足城軌列車制動(dòng)減速度的要求。</p><p>　　城軌動(dòng)車組動(dòng)力轉(zhuǎn)向架的驅(qū)動(dòng)裝置由牽引電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸節(jié)和傳動(dòng)齒輪箱組成，牽引電機(jī)采用架懸懸掛方式，傳動(dòng)齒輪箱的一端抱軸，另一端吊掛在構(gòu)架上，牽引電機(jī)輸出軸與傳動(dòng)齒輪箱小齒輪軸通過(guò)聯(lián)軸節(jié)連接。動(dòng)力轉(zhuǎn)向架的每根軸由一臺(tái)交流異步牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)，牽引電機(jī)與構(gòu)架的連接一般采

119、用剛性連接，但也有采用彈性連接的方式，此時(shí)的連接剛度一般都比較大。傳動(dòng)齒輪箱的箱體一般采用上下剖分式，為了降低齒輪箱的質(zhì)量，齒輪箱箱體可采用高強(qiáng)度鑄造鋁合金。聯(lián)軸節(jié)一般采用浮動(dòng)式、大擺角鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)。</p><p>　　根據(jù)上述對(duì)城市地鐵轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)型式所作的分析，我們推薦下述轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)作為城市地鐵轉(zhuǎn)向架的可選方案：</p><p>　　動(dòng)力轉(zhuǎn)向架采用軸式，每個(gè)輪對(duì)由一臺(tái)交流異步牽引電

120、動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架采用軸式，軸距均為；</p><p>　　牽引電動(dòng)機(jī)架懸于構(gòu)架橫梁上，電機(jī)輸出扭矩通過(guò)鼓形齒式聯(lián)軸節(jié)傳遞給齒輪箱，經(jīng)減速后驅(qū)動(dòng)輪對(duì)；</p><p>　　轉(zhuǎn)向架構(gòu)架采用型輕型焊接結(jié)構(gòu)，側(cè)梁成魚(yú)腹型，動(dòng)力轉(zhuǎn)向架和非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架采用相同的結(jié)構(gòu)型式；</p><p>　　車輪采用整體輾鋼車輪，車軸采用實(shí)心車軸；</p><p>

121、　　軸箱定位采用轉(zhuǎn)臂式定位方式，一系懸掛采用鋼彈簧+橡膠墊+垂向液壓減振器；</p><p>　　二系懸掛采用空氣彈簧+橫向減振器+橫向緩沖止擋+抗側(cè)滾扭桿；</p><p>　　牽引裝置采用低位形雙拉桿牽引裝置；</p><p>　　基礎(chǔ)制動(dòng)采用單元踏面制動(dòng)器，每軸設(shè)一個(gè)停車制動(dòng)裝置，停車制動(dòng)裝置與單元制動(dòng)器合成一體。</p><p>