XX工程学院车辆工程系本科毕业设计（论文）题目：地铁车辆车端连接装置设计专业：机械设计制造及其自动化（城市轨道车辆）班级：城轨081学号：学生姓名：指导教师：副教授起止日期：2012.3～2012.6设计地点：车辆工程实验中心摘要发展城市轨道交通系统已成为我国解决城市交通问题的必由之路，其中以地铁车辆系统最为典型且应用最广。
车端连接装置是地铁车辆最基本也是最主要的部件之一，其作用是连接机车车辆、减缓列车的纵向冲动（或冲击力）、传递列车电力、通信控制信号和连接列车风管。
本课题针对我国地铁车辆的要求，对车端连接装置进行了系统分析。
其中对密接式车钩与列车风挡进行了着重研究。
自动密接式车钩采用弹簧装置作为手动解钩和复位机构，钩体端面进行了优化设计。
带缓冲器和无缓冲器的半永久牵引杆定位孔采用长圆孔结构。
风挡装置不仅要美观舒适,还应具有良好的纵向伸缩性和横向、垂向柔性,以承受和适应车辆之间在运行中的错动和冲击，保证列车安全通过曲线和道岔。
因此地铁风挡的选型必须满足上述要求。
关键词：地铁；密接式车钩；风挡；设计ABSTRACTDeveloping the city truck traffic system has become the main route to solve the problem of city traffic, which subway system is the most typical one. The connecting device is one of basicparts of metro vehicles. It links each vehicle of the train,reduces pull force or impulsive force at the running and translate task of train,transfers the train power,control signal.and links the train pipes.In order to satisfy the requirement of the metro vehicles in our country, systems analysis has been taken for the connecting device,which focuses on the tight-lock and the train windshield. The automatic tight-lock coupler adopted spring set for manual separate lock and replacement. The semiforever traction rod fix buffer and unfix buffer adopted long round whole structure. The casting parts include coupler body, fixing seat, semiautomatic coupler bracket and semiforever bracket have carried into execution with casting technologic designed and simulative concreting analysis. The elastic rubber mud buffer has the characteristic of more capability ,less impedance force ,high absorb rate. The high pressure and hermetical structure ensure the hermetic capability and the running life.Windshield device not only should be beautiful and comfortable, but also has a good vertical and horizontal scalability, vertical flexibility to withstand and adapt to the vehicle in operation between the dislocation and impact, to ensure train safety through the curves and turnouts.Therefore,the selection of the subway windshield must meet the above requirements.Keywords：metro，tight-lock coupler，windshield，design目录第一章绪论 (1)1.1车端连接装置简介 (1)1.2车钩缓冲装置的发展历程 (2)1.3风挡装置简介 (4)1.4本课题主要研究的内容 (5)第二章密接式车钩简介 (6)2.1地铁车钩装置 (6)2.2地铁车钩的性能特点 (6)2.3北京地铁密接式车钩 (7)2.4上海地铁密接式车钩 (8)2.5 BSI-COMPACT型密接式车钩 (10)第三章密接式车钩相关设计 (13)3.1国内地铁车钩的结构与原理 (13)3.2车钩的连挂分解原理 (17)3.3车钩壳体强度分析 (20)3.4钩舌、钩锁连接杆和中心轴强度分析 (24)3.5拉杆的研制情况 (27)第四章地铁风挡相关设计 (29)4.1国内外客车风挡发展状况 (29)4.2地铁列车风挡的性能要求 (34)4.3气密式风挡的技术要求 (35)4.4地铁列车风挡结构研究 (41)第五章结论与展望 (44)致谢 (45)参考文献 (46)附录1：外文翻译 (47)附录2：翻译原文 (50)第一章绪论1.1车端连接装置简介车端连接装置是车辆最基本的也是最重要的部件组合之一，起作用是连接机车车辆、减缓列车的纵向冲动（或冲击力）、传递列车电力、通信控制信号和连接列车风管。
最初的车端连接装置知识一副简单的挂钩，并无缓冲装置可言，至今仍能从欧洲铁路的链子钩上发现它的缩影。
为了减轻车辆冲击，开始采用带缓冲装置的车端连接装置。
随着列车技术装备的进步，车端连接装置的性能不断提高，其型式也不断变化。
至今，已形成了形式多样，能适应各种机车车辆需要的车端连接装置。
车端连接装置主要包括车钩、缓冲器、风挡、车端阻尼装置、车端电气连接装置等，一些货车和动车组上还使用牵引杆装置。
现今的客、货车辆上均装有车钩和缓冲器，通常将二者合称为车钩缓冲装置，其实车端连接装置中起牵引连挂和冲击作用的主要部件。
风挡和车端阻尼装置仅在客车车辆上使用，而牵引杆则是随着重载运输发展起来的新型的铁路车辆连接方式，其一般仅运用在重载货车车辆上，电气连接器是列车动力和控制通讯的重要设备。
在车钩缓冲装置中，如果牵引连挂和缓和冲击的作用是由同一装置来承担的，那么该装置称之为牵引缓冲装置；如果它们的作用分别由不同的装置来承担，则分别称之为牵引连挂装置和缓和装置。
牵引连挂装置用来实现车辆之间的彼此连接、传递和缓和牵引（拉伸）力的作用；缓冲装置（缓冲盘）用来传递和缓和冲击（压缩）力的作用，并且使车辆彼此之间保持一定的距离。
按照牵引连挂装置的连接方式，可分为自动车钩和非自动车钩。
自动车钩不需要人工参与就能实现连接，非自动车钩则要由人工完成车辆之间的连接。
我国铁路车辆均采用自动车钩。
自动车钩又可分为两种基本类型：非刚性车钩和非自动车钩。
非刚性车钩允许两个相连接的车钩在垂直方向上有相对位移，当两个车钩的纵轴线存在高度差时，连接着的两钩呈阶梯形状，并且各自保持水平位置。
刚性车钩不允许两相连接车钩在垂直方向彼此存在位移，但是在水平方向可产生少许转角，如果在车辆连接之前两车钩的纵向轴线高度存在偏差，那么在连挂后，两车钩的轴线处在同一直线上并呈倾斜状态。
两车钩的尾端采用销接，从而保证了两连挂车辆之间的位移和偏角。
刚性车钩减小了两个连接车钩之间的间隙，从而大大降低了列车运行中的纵向冲动，提高了列车运行的平稳性，同时也降低了车钩零件的磨耗和噪声。
另外，刚性车钩有可能同时实现车辆间的气路和电路的自动连接、非刚性车钩结构简单，强度高，重量轻，与车体的连接较为简单。
我国铁路一般客、货车均采用非刚性的自动车钩，对于高速列车和城市的地铁和轻轨车辆则应采用刚性的自动车钩，即密接式车钩。
我国铁路客车所采用的风挡装置包括铁风挡、橡胶风挡及密接式风挡。
其中，铁风挡的密封性、安全性、保温性以及隔热性均较差；而橡胶风挡的密封性能比铁风挡有较大程度的提高，并具有良好的纵向伸缩性和横向、垂向弹性，能适应车辆通过曲线和缓冲振动。
随着客车运行性能进一步提高，较好地解决了传统列车连接处噪声大、灰尘多、气密性差以及保温、隔热不良等问题。
列车运行速度的提高使得车体的摇头、侧滚等振动问题更加突出，成为影响列车运行品质的主要因素。
车端阻尼装置主要起着衰减车辆间相对振动的作用，其对车辆各个自由度振动的约束作用显得尤为重要，能大大提高运行舒适度。
车端阻尼装置一般指除了车钩缓冲装置以外的车辆端部具有阻尼特性、能够衰减车辆间相对振动的连接设备，其中最主要的是车端减振器。
车端减振器包括纵向减振器和横向减振器。
其中，纵向减振器主要是衰减车体间大的相对点头及纵向运动；横向减振器主要衰减车体间的相对横移摇头和侧滚运动。
牵引杆装置作为新型的题录车辆连接方式已经在国外重载运输的单元列车中得到成功应用，如美国、澳大利亚、南非、加拿大和巴西等国均不同程度地在长大重载货物列车上采用了牵引杆装置。
由于牵引杆装置取消了车钩，减轻了重载列车的间隙效应对纵向动力学性能的影响。
此外，车端电气连接装置和总风软管连接器也是车端连接装置的重要组成部分，且对列车的运行和安全起着举足轻重的作用。
车端电气连接装置包括电力连接器、通信连接器、电空制动连接器等。
其与邻车的连接器相连，以沟通列车的供电回路、通信回路和电空制动回路。
客车或货车制动时需要风（压缩空气），客车的风动门、空气弹簧、集便器等设备的正常工作也需要风，而总风软管连接器就是连接相邻车的总风管，以便机车向客车或货车供风。
1.2车钩缓冲装置的发展历程车钩缓冲装置是轨道车辆最基本的部件之一，它是用来连接列车各车辆使之彼此保持一定距离，并且传递和缓冲列车在运行中或在调车时所产生的纵向力和冲动力。
现代车钩起源于1873年由詹尼发明的钩舌车钩，具有能量吸收特性的缓冲。