城市轨道交通车辆
第三章 转向架


第三章 转向架
【问题导入】
车辆走行部分在车辆运行中起着非常重要的作用，其不仅 承受了车体的载荷，而且传递纵向力、垂向力和横向力。

转向 架是支承车体并担负车辆沿着轨道走行的支承走行装置。

为了 便于通过曲线，在车体和转向架之间设有心盘或回转轴，转向 架可以绕心盘或回转轴相对车体转动。

由于车辆在线路上运行 时通过道岔、弯道及车辆加速、减速等原因会产生各种冲击和 振动，为了改善车辆的运行品质和满足运行要求，在转向架上 设有弹簧减振装置和制动装置。

对于动车，转向架上还装有牵 引电动机和减速机构，将牵引电动机的转矩通过齿轮转动传递 给轮对，转化为列车前进的牵引力，以驱动车辆运行。

我们这 一章就是要学习这些知识。

第三章 转 向 架
【学习目标】
1.掌握三向力(纵向力、垂向力、横向力)的传递 路径。

2.掌握转向架的结构、组成及分类。

3.画出轮箍的外形图并进行相关的标注； 4.熟练掌握各种弹簧的结构。

5.掌握空气弹簧、橡胶弹簧、抗侧棍扭杆、油压 减振器等部件的工作原理、结构以及调整方法。

6.驱动系统结构原理


第三章 转 向 架
【教学建议】
1.教学场地：在教室、互联网多媒体教室及转向架模型实训 室中进行，课后可实地参观。

2.设备要求：至少具有能连接互联网的多媒体教室一个，动
车、拖车转向架的仿真模型各一套，或能放视频投影的设
备。

3.课时要求：课堂讲授6-8课时；模拟操作4课时；实际练习
4课时。

认识转向架


认识转向架
• 转向架的概念： • 把两个或几个轮对用专门的构
架（或侧架）组成的一个小车，称 为转向架。

• 常见的多轴轨道交通车辆通常 都采用带转向架的结构形式。

认识转向架


第三章 转 向 架
第一节 城轨车辆转向架的作用与组成 第二节 城轨车辆转向架的分类 第三节 转向架构架 第四节 轮对轴箱装置 第五节 弹性悬挂及减振元件 第六节 牵引连接装置 第七节 传动装置 第八节 几种典型城轨转向架介绍


第一节 城轨车辆转向架的作用与组成
一、转向架的作用与要求
1)城轨车辆采用转向架是为了增加车辆的载重质量、 长度和容积，提高列车运行速度。

2)保证在正常运行条件下，车体都能可靠地座落在转 向架上。

3)转向架能支承车体，承受并传递从车体至轮对之间 或从轮轨至车体之间的各种载荷及作用力，并使轴重均 匀分配。

4)保证城轨车辆安全运行，并顺利地通过曲线。

第一节 城轨车辆转向架的作用与组成
一、转向架的作用与要求
5)采用转向架的结构便于弹簧减振装置的安装。

6)转向架能充分利用轮轨之间的粘着力，传递牵引 力和制动力。

7)转向架是城轨车辆的一个独立部件。

8)对城轨车辆的动力转向架来说还要便于安装牵引 电动机及传动装置，以驱动车辆沿着钢轨运行。

二、转向架的组成
•一般转向架的组成可以分为以下几个部分:
•1、构架或侧架
•2 、轮对轴箱装置
•3 、弹簧悬挂装置
•4、中央牵引连接装置
•5 、牵引电机及齿轮箱装置
•6 、基础制动装置
1
•构架或侧架：构架(侧架)是转向架的基础，它把转向架各答零、部件组成—个整体。

•所以它不仅仅承受、传递各作用力及载荷，而且它的结构、形状和尺寸大小都应满足各零、部件的结构、形状及组装的要求（如应满足制动装置、弹簧减振装置、轴箱定位装置等安装的要求）。

2
•轮对轴箱装置：轴箱与轴承装置是联系构架（或侧架）和轮对的活动关节，使轮对的滚动转化为车体沿钢轨的平动。

第一节转向架的作用与组成3
•弹性悬挂装置：为减少线路不平顺和轮对运动对车体的各种动态影响（如垂向振动，横向振动等），转向架在轮对与构架（侧架）之间或构架（侧架）与车体（摇枕）之间，设有弹性悬挂装置。

前者称为轴箱悬挂装置（又称第一系悬挂），后者称为中央悬挂装置（又称第二系悬挂）。

•弹簧悬挂装置包括弹簧、减振器及定位装置等。

4
•中央牵引连接装置
•城市轨道车辆普遍采用了无摇枕结构的转向架。

由于没有摇枕，车体直接坐落于空气弹簧上，必须靠转向架牵引装置来传递纵向力和转向功能。

第一节转向架的作用与组成•牵引电机与齿轮变速传动装置
5
动力转向架和非动力转向架的区别在于
动力转向架上设有牵引电机与齿轮变速传动装置。

动力转向架通过齿轮变速传动装置使牵引电机的扭矩转化为车轮上的转
矩，利用轮轨之间的粘着作用，驱动车辆沿着轨道运行。

•基础制动装置
6
其作用是传递和放大制动缸的制动力，使
闸瓦与轮对之间产生的转向架的内摩擦力转换为轮轨之间的外摩擦力(即制动力)
城市轨道车辆的基础制动装置安装在转向架上,目前主要有踏面制动和盘式制动两种类型。

1.按轴箱定位方式分类
第二节
城轨车辆转向架的分类
①水平弹簧转臂式定位
②八字层叠橡胶堆定位
③圆锥层叠橡胶堆定位
④垂向弹簧转臂式定位
①水平弹簧转臂式定位
弹簧水平放置,采用金属橡胶弹性绞式定位结构。

这种结构允许轴箱绕金属橡胶弹性绞的中心作弹性转动,同时也允许轴箱相对于构架在前后方向有微量位移。

轴箱的一侧有一个角形弯臂,轴箱弹簧水平地安装在构架和轴箱弯臂之间。

②八字层叠橡胶堆定位
在构架与轴箱之间装设压剪型层叠式橡胶，其垂向刚度较小，使轴箱相对构架有较大的上下方向位移，而它的纵、横向有适宜的刚度，以实现良好的弹性定位。

•③圆锥层叠橡胶堆定位
圆锥叠层橡胶型圆弹簧是有3层叠层结构（橡胶与钢环）的橡胶制轴箱支承弹簧。

该弹簧以减少维修与轻量化为目的。

这种结构能使轴箱在纵向、横向和垂直方向实现无间隙、无磨耗的弹性定位，并承受3个方向的载荷。

•④垂向弹簧转臂式定位
定位转臂的一端与圆筒形轴箱体固接，另一端以橡胶弹性节点与构架上的安装座相连接。

弹性节点允许轴箱与构架在上下方向有较大的位移弹性节点内的橡胶件设计成使轴箱在纵向和横向具有适宜的不同的定位刚度的要求
2.按弹簧系统分类
(1)一系弹簧悬挂
在车体与轮对之间，只设有一系弹簧减振装置。

2.按弹簧系统分类
(2)二系弹簧悬挂
在车体与轮对之间设有二系弹簧减振装置，即在车体与构架间设弹簧减振装置，在构架与轮对间设轴箱弹簧减振装置，两者相互串联，使车体的振动经历两次弹簧减振的衰减。

3.按车体与转向架之间载荷传递方式分类(1)心盘集中承载
通过前后两个上
心盘分别传递给
前后转向架的两
个下心盘。

3.按车体与转向架之间载荷传递方式分类(2)非心盘承载
3.按车体与转向架之间载荷传递方式分类(3)心盘部分承载
车体上部质量按一
定比例分配，分别
传递给心盘和旁
承，使它们共同承
载。

第三节转向架构架
一、构架的作用与要求
1)部分尺寸精度要求较高，使一些部件安装具有较高的定位精度，如轮对定位，使转向架具有较好的运行性能。

2)便于各部件及附加装置的安装，包括轮对安装、传动齿轮装置的悬挂、牵引电动机的安装、制动系统的安装。

3)结构经过设计，具有足够高的强度，承受并传递牵引力、制动力、车体质量以及各种冲击、振动，保证列车运行安全。

第三节转向架构架
二、构架的分类:
1、按结构形式划分
①按照有无端梁分为:
开口式,封闭式
②按照俯视图形状分为:
H形,日字形,目字形
开口式封闭式构架
H形构架
日字形构架
目字形构架
第三节转向架构架
二、构架的分类:
2、按制造工艺的角度划分
①铸钢构架
缺点:重量大,铸造工艺复杂,
优点:成本低,易批量生产。

第三节转向架构架
二、构架的分类:
2、从制造工艺的角度划分
②焊接构架:
优点:重量小,节省材料,强度和刚度好
缺点:对制造设备要求高,成本高,不易批量生产。

第三节转向架构架三、地铁构架案例
广州地铁1号线构架
1—侧梁
2—空气簧座
3—横梁
4—轴箱吊框
5—电动机安装座
6—齿轮箱吊座
•构架由压制成型的钢板焊接成H形全封闭箱形结构，具有质量轻、强度高、寿命长的特点。

•H形构架的两侧翼两端有轴箱导框，可安装人字形橡胶弹簧，侧翼中部设有空气弹簧安装座。

•构架的横梁设有中心销座、牵引电机、牵引拉杆的安装座，装在中心销座中的中心销将车体和转向架连接在一起，并由此传递牵引力和制动力，牵引电机安装在构架横梁侧面，为全悬挂方式。