用于鐵道車輛的車輪的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種車輪，尤其涉及用于鐵道車輛的車輪。
【背景技術】
[0002] 鐵路車輛的車輪是鐵路車輛中的關鍵部件，其外形與車輛的動力學性能密切相 關，影響列車的運行安全性，輪軌系統(tǒng)的磨耗等。長期以來，沿用傳統(tǒng)的經(jīng)驗設計方法得到 的車輪，其外形，尤其是輪緣外側和踏面外形無法與軌道精確匹配，車輪的動力學性能和接 觸疲勞性能較差。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術中傳統(tǒng)的用于鐵道車輛的車 輪，其外形無法與軌道精確匹配，車輪的動力學性能和接觸疲勞性能較差等缺陷，提供一種 用于鐵道車輛的車輪，該車輪的外形，特別是輪緣外側和踏面的外形可與軌道精確匹配，使 車輪具有較好的動力學性能和接觸疲勞性能。
[0004] 本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題：
[0005] -種用于鐵道車輛的車輪，包括依次連接的輪緣、輪緣根部、踏面和踏面外側，其 特點在于，所述踏面包括首尾依次連接的第一踏面圓弧段、踏面直線段和第二踏面圓弧 段；
[0006] 所述第一踏面圓弧段的一端與所述輪緣根部相連，所述第二踏面圓弧段的一端與 所述踏面外側相連，且所述第一踏面圓弧段、踏面直線段和第二踏面圓弧段均與軌道的外 形相匹配。
[0007] 較佳地，所述第一踏面圓弧段的半徑為538. 31mm ;
[0008] 所述第二踏面圓弧段的半徑為91. 07mm ;
[0009] 所述踏面直線段為一水平直線，且所述踏面直線段的長度為9. 6mm。
[0010] 較佳地，所述輪緣根部包括首尾依次連接的第一根部圓弧段和第二根部圓弧段， 所述第一根部圓弧段的一端與所述輪緣相連，所述第二根部圓弧段的一端與所述第一踏面 圓弧段的一端相連，且所述第一根部圓弧段和第二根部圓弧段均與軌道的外形相匹配。 [0011] 較佳地，所述第一根部圓弧段的半徑為17. 19mm，且所述第二根部圓弧段的半徑為 142. 98mm〇
[0012] 較佳地，所述輪緣包括首尾依次連接的輪緣直線段、第一輪緣圓弧段、第二輪緣圓 弧段和第三輪緣圓弧段，且所述第三輪緣圓弧段與所述第一根部圓弧段的另一端相連。
[0013] 較佳地，所述第一輪緣圓弧段的半徑為24mm ;
[0014] 所述第二輪緣圓弧段的半徑為12mm ;
[0015] 所述第三輪緣圓弧段的半徑為18mm。
[0016] 較佳地，所述踏面外側包括相互連接的第一外側直線段和第二外側直線段，且所 述第一外側直線段的一端與所述第二踏面圓弧段的一端相連。
[0017] 較佳地，所述第一外側直線段的水平長度為29. 76mm，且所述第一外側直線段的水 平長度與豎直長度的比值為16 :1 ;
[0018] 所述第二外側直線段的水平長度為5mm、豎直長度為5mm。
[0019] 本實用新型的積極進步效果在于：
[0020] 所述輪緣根部和踏面的形狀可實現(xiàn)與軌道的外形的精確匹配，當車輪的橫向位移 較小時，車輪的輪徑差較小，可使車輪在直線軌道上保持較高的穩(wěn)定性，當車輪的橫向位移 較大時，車輪的輪徑差較大，以改善通過曲線軌道時的力學性能，減少磨耗，且使車輪具有 較好的接觸疲勞性能。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本實用新型的較佳實施例的用于鐵道車輛的車輪的結構示意圖。
[0022] 附圖標記說明：
[0023] 輪緣：1
[0024] 輪緣根部：2
[0025] 踏面：3
[0026] 踏面外側：4
[0027] 第一輪緣圓弧段的半徑：Rl
[0028] 第二輪緣圓弧段的半徑：R2
[0029] 第三輪緣圓弧段的半徑：R3
[0030] 第一根部圓弧段的半徑：R4
[0031] 第二根部圓弧段的半徑：R5
[0032] 第一踏面圓弧段的半徑：R6
[0033] 第二踏面圓弧段的半徑：R7
[0034] 踏面直線段的長度：Ll
[0035] 第一外側直線段的水平長度：L2
[0036] 第一外側直線段的豎直長度：L3
[0037] 第二外側直線段的水平長度：L4
[0038] 第二外側直線段的豎直長度：L5
【具體實施方式】
[0039] 下面舉個較佳實施例，并結合附圖來更清楚完整地說明本實用新型。
[0040] 在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、 "豎直"、"水平"、"頂"、"底""內(nèi)"、"外"等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或 位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元 件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0041] 一種用于鐵道車輛的車輪，包括依次連接的輪緣、輪緣根部、踏面和踏面外側。
[0042] 其中，輪緣根部和踏面的形狀可實現(xiàn)與軌道的外形的精確匹配，并且，假定踏面與 軌道為單點接觸，且以車輪相對于軌道無橫向偏移量時的接觸點作為x-y二維坐標系的坐 標原點〇時，輪緣、輪緣根部、踏面和踏面外側在χ-y二維平面坐標系中的坐標值如下表1 所示。
[0043] 表1坐標值


CN 204870335 U 說明書 6/8 頁
CN 204870335 U 說明書 7/8 頁
[0049] 考慮到加工工藝及加工設備等現(xiàn)實因素，在表1所示的坐標值的基礎上，對由坐 標值形成的車輪曲線進行擬合，以使得擬合后的車輪外形更適于加工制造。
[0050] 擬合設計后的車輪如圖1所示，包括依次連接的輪緣1、輪緣根部2、踏面3和踏面 外側4。
[0051] 踏面3包括首尾依次連接的第一踏面圓弧段、踏面直線段和第二踏面圓弧段。第 一踏面圓弧段的一端與輪緣根部相連，第二踏面圓弧段的一端與踏面外側相連，且第一踏 面圓弧段、踏面直線段和第二踏面圓弧段均與軌道的外形相互匹配。
[0052] 其中，第一踏面圓弧段的半徑R6為538. 31mm，第二踏面圓弧段的半徑R7為 91. 07mm，踏面直線段為一水平直線，且踏面直線段的長度Ll為9. 6mm。
[0053] 輪緣根部2包括首尾依次連接的第一根部圓弧段和第二根部圓弧段，且第一根部 圓弧段的一端與輪緣相連，第二根部圓弧段的一端與第一踏面圓弧段的一端相連。
[0054] 其中，第一根部圓弧段的半徑R4為17. 19mm，且第二根部圓弧段的半徑R5為 142. 98mm〇
[0055] 輪緣1包括首尾依次連接的輪緣直線段、第一輪緣圓弧段、第二輪緣圓弧段和第 三輪緣圓弧段，且第三輪緣圓弧段與第一根部圓弧段的另一端相連。
[0056] 其中，第一輪緣圓弧段的半徑Rl為24mm，第二輪緣圓弧段的半徑R2為12mm，第三 輪緣圓弧段的半徑R3為18mm〇
[0057] 踏面外側4包括相互連接的第一外側直線段和第二外側直線段，且第一外側直線 段的一端與第二踏面圓弧段的一端相連。
[0058] 其中，第一外側直線段的水平長度L2為29. 76mm，且第一外側直線段的水平長度 L2與豎直長度L3的比值為16 :1，第二外側直線段的水平長度L4為5mm、豎直長度L5為 5mm 〇
[0059] 上述車輪中的輪緣根部2和踏面3的形狀可實現(xiàn)與軌道的外形的精確匹配，當車 輪的橫向位移較小時，車輪的輪徑差較小，可使車輪在直線軌道上保持較高的穩(wěn)定性，當車 輪的橫向位移較大時，車輪的輪徑差較大，以改善通過曲線軌道時的力學性能，減少磨耗， 使車輪具有較好的接觸疲勞性能。
[0060] 雖然以上描述了本實用新型的【具體實施方式】，但是本領域的技術人員應當理解， 這僅是舉例說明，本實用新型的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員 在不背離本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改， 但這些變更和修改均落入本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1. 一種用于鐵道車輛的車輪，包括依次連接的輪緣、輪緣根部、踏面和踏面外側，其特 征在于，所述踏面包括首尾依次連接的第一踏面圓弧段、踏面直線段和第二踏面圓弧段； 所述第一踏面圓弧段的一端與所述輪緣根部相連，所述第二踏面圓弧段的一端與所述 踏面外側相連，且所述第一踏面圓弧段、踏面直線段和第二踏面圓弧段均與軌道的外形相 匹配。2. 根據(jù)權利要求1所述的用于鐵道車輛的車輪，其特征在于，所述第一踏面圓弧段的 半徑為538. 31mm; 所述第二踏面圓弧段的半徑為91. 07mm; 所述踏面直線段為一水平直線，且所述踏面直線段的長度為9. 6mm。3. 根據(jù)權利要求1所述的用于鐵道車輛的車輪，其特征在于，所述輪緣根部包括首尾 依次連接的第一根部圓弧段和第二根部圓弧段，所述第一根部圓弧段的一端與所述輪緣相 連，所述第二根部圓弧段的一端與所述第一踏面圓弧段的一端相連，且所述第一根部圓弧 段和第二根部圓弧段均與軌道的外形相匹配。4. 根據(jù)權利要求3所述的用于鐵道車輛的車輪，其特征在于，所述第一根部圓弧段的 半徑為17. 19mm，且所述第二根部圓弧段的半徑為142. 98mm。5. 根據(jù)權利要求3所述的用于鐵道車輛的車輪，其特征在于，所述輪緣包括首尾依次 連接的輪緣直線段、第一輪緣圓弧段、第二輪緣圓弧段和第三輪緣圓弧段，且所述第三輪緣 圓弧段與所述第一根部圓弧段的另一端相連。6. 根據(jù)權利要求5所述的用于鐵道車輛的車輪，其特征在于，所述第一輪緣圓弧段的 半徑為24mm; 所述第二輪緣圓弧段的半徑為12mm; 所述第三輪緣圓弧段的半徑為18mm。7. 根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的用于鐵道車輛的車輪，其特征在于，所述踏面外 側包括相互連接的第一外側直線段和第二外側直線段，且所述第一外側直線段的一端與所 述第二踏面圓弧段的一端相連。8. 根據(jù)權利要求7所述的用于鐵道車輛的車輪，其特征在于，所述第一外側直線段的 水平長度為29. 76mm，且所述第一外側直線段的水平長度與豎直長度的比值為16 :1 ; 所述第二外側直線段的水平長度為5mm、豎直長度為5mm。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于鐵道車輛的車輪，包括依次連接的輪緣、輪緣根部、踏面和踏面外側，所述踏面包括首尾依次連接的第一踏面圓弧段、踏面直線段和第二踏面圓弧段；所述第一踏面圓弧段的一端與所述輪緣根部相連，所述第二踏面圓弧段的一端與所述踏面外側相連，且所述第一踏面圓弧段、踏面直線段和第二踏面圓弧段均與軌道的外形相匹配。本實用新型中的輪緣外側和踏面的外形可與軌道精確匹配，使車輪具有較好的動力學性能和接觸疲勞性能。
【IPC分類】B60B17/00
【公開號】CN204870335
【申請?zhí)枴緾N201520482207
【發(fā)明人】王生華, 沈鋼, 丁亞琦, 陳朝, 向文明, 豐燦燦, 江海琳, 楊陳
【申請人】上海申通地鐵集團有限公司, 同濟大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月6日