学生姓名：冯启行
班学生级：车辆2017-03班
指导教师：黄运华
毕设题目：变轨距货车转向架方案设计及动力学计算
一、概况
1.选题意义
在世界不同的国家和地区，由于政治、经济、技术和历史等方面的原因，各个国家和地区的铁路轨距并不是完全一样的。列如：我国和西欧主要国家使用的是轨距为1435mm的准轨铁路，而俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦等国家的铁路是轨距为1520mm的宽轨。解决铁道车辆在不同国家和地区的不同轨距的铁路网间的直通问题，对于我国与其它国家的物资交流以及“一带一路” 战略的实施有着重大意义。采用自动过轨转向技术是一种已经被证明十分有效的方法。国外对于变轨距转向架的研究开展的很早，许多技术非常成熟，目前日本、西班牙、波兰、德国、瑞士等国家都有成熟的变轨距转向架技术方案；国内对于此方面的研究开展较晚，缺少成熟的变轨距转向架产品。因此，在“一带一路”战略的大背景下，研制一款符合我国国情的变轨距转向架是迫在眉睫的。 因此，变轨距转向架技术的研究是具有非常重大的意义的。
2.任务分解
（1）资料查阅及外文文献翻译。了解选题背景，对题目进行一定的了解，针对性的完成文献的查找和阅读。并且查找一定数量的外文文献，然后选取一篇进行翻译。
（2）完成变轨距货车转向架的总体方案设计及相关图纸绘制。包括对转向架构架方案的选取，轴箱的定位方式，转向架的基础制动装置方案设计，轮对的具体选用方案等。然后确定一些比较重要的尺寸参数，对转向架进行修改和完善。绘制变轨距货车转向架总体方案图。
（3）完成变轨距锁紧装置的设计。锁紧装置的作用是实现车轮的解锁和锁紧，是变轨距转向架实现轮对内测距调整的关键装置。这一阶段需要在现有的锁紧装置上进行创新，独立设计锁紧装置并绘制图纸。
（4）完成变轨距货车转向架的地面装置设计。包括与变轨距转向架相配套的地面变轨设施、转向架锁紧机构的触发解锁和归位锁紧、轴箱承载时的地面支撑轨设计以及车轮无源移动模式下必要的导向夹持轨的设计。并绘制地面装置图纸。
（5）变轨距转向架货车车辆动力学建模与分析计算。对SIMPACK软件进行学习，对其有一定的了解。然后根据设计出来的转向架的特点进行变轨距货车转向架车辆的动力学建模。然后在动力学模型的基础上对变轨距车辆在1435mm轨距和1520mm轨距两种线路上进行动力学性能的分析计算，得到结果。
二、已完成工作
1.查阅文献及外文翻译。翻译的外文文献为《Talgo automatic gauge change system for freight wagons》
2.完成了轨距货车转向架的总体方案设计及对应图纸绘制。此变轨距货车转向架采用“H”型整体焊接构架；轴箱轴承选用197726型双列圆锥滚子轴承；一系悬挂使用两级刚度圆弹簧外加利诺尔摩擦减震器；牵引方式为心盘加中心销，承载为心盘集中承载加弹性旁承联合承载的模式；基础制动装置采用的方式为轴盘制动；轮对为变轨距轮对。下列图为转向架设计时选取的基本参数以及变轨距货车转向架的三视图。
3. 变轨距转向架锁紧机构的设计及相应图纸的绘制。锁紧机构由缓解套筒，解锁盘，定位销，固定套筒等几部分组成，工作原理为通过槽形斜面将套筒的轴向运动转化为锁紧销钉的径向运动，以此来实现变轨距车轮的解锁与锁紧。下图为锁紧装置的三维模型图及工作过程示意图。
4.完成了变轨距地面装置的设计及相应图纸的绘制。此地面装置有几部分区段组成，即对中区、承载变换区、解锁/锁紧区和轨距变化区组成。组成结构包括支撑轨、解锁轨、夹持导向轨。下图为地面装置示意图以及变轨距动作过程示意图。
三、下一步工作计划
1.4月15日-4月29日：
变轨距转向架货车车辆动力学建模。学习SIMPAC软件的使用方法，然后根据设计的变轨距转向架的结构特点建立相关的动力学模型。然后在根据选用的货车车体，建立变轨距转向架车辆的动力学模型。
2.4月30日-5月14日：
变轨距货车车辆动力学分析计算以及数据整理。根据建立的动力学模型，进行在1435mm轨距以及1520mm轨距两种线路下，变轨距转向架车辆动力学性能的计算。
3.5月1日-5月25日：
毕业设计说明书撰写并提交。
问题一：锁紧机构的相关部件是否符合强度要求？有没有演示动画？
回题答：锁紧机构使用的销钉直径为15mm，根据相关计算4个直径为15mm的销钉是足够满足锁紧需要的强度要求。锁紧机构的演示动画由于时间关系并没有进行制作，但后续是会进行制作的。
问题二：地面装置上变轨距动作是如何进行的？车轮位置变化为多少？
回题答：车辆在地面上的变轨距过程就如同上面的过程示意图一样，而且不但能实现正向的由准轨到宽轨的变化，也能实现反向的由宽轨到标准轨的变换。准轨对应的轮对内测距为1353mm，1520mm宽轨对应的轮对内测距为1440mm，所以车轮的移动距离应为43.5mm。
通过这一次中期检查答辩让我对于我的毕业设计题目有了更加深一层次的了解，并且让我对于我前面所做的工作有了比较系统性的整合。同时老师的提问和建议也让我了解到自己有哪些不足之处。最重要的是，通过这次中期答辩让我对于后面的设计工作有了一定的心里认知和预期。总而言之，这一次中期检查答辩使我受益良多，而且接下来的时间里，我会继续努力去完成我的毕业设计，为我四年的本科生活画上一个完美的句号。
