[发明专利]车轴

说明书

技术领域

本发明涉及城市轨道车辆技术，尤其涉及一种车轴。

背景技术

车轴是指穿入车毂中承受车身重量的圆柱形零件，是关系到行车安全的最重要的部件之一。现有南非城市轨道车辆中的5M轮对应用于运行速度不大于100km/h的南非城轨车辆中，原车辆轮对由南非从欧洲采购，车轴采用偏心车轴，在运行中不利于轮对平衡，且车轴自重较重。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有车轴问题，提出一种车轴，在保持轮对平衡的情况下有效降低了自重。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种车轴，轴身两端对称的设置有轮座，所述轮座背离轴身的一侧设置有轴颈；所述轴身中部为圆柱体，所述圆柱体两端为向轮座方向直径逐渐增大的锥台；所述轮座直径L1＞轴身中部圆柱体直径L2＞轴颈直径L3。

进一步地，所述轴身长度为车轴总长度的1/3-1/2。

进一步地，所述轴身中部圆柱体长度为轴身长度的1/5-1/6。

进一步地，所述轮座与轴身采用圆弧面连接，所述圆弧面的圆心在该车轴的外侧。

进一步地，所述轮座与轴颈采用圆弧面连接，所述圆弧面的圆心在该车轴的外侧。

进一步地，所述轮座与轴颈采用两个圆弧面连接，所述圆弧面的圆心在该车轴的外侧。

进一步地，所述轮座直径L1：轴身中部圆柱体直径L2：轴颈直径L3=1：03-05：07-08。

进一步地，所述轮座直径L1：轴身中部圆柱体直径L2：轴颈直径L3=1：0.4：0.75。

进一步地，所述车轴为LZ50钢车轴。

本发明车轴结构简单、合理，根据车轴各部位受力大小，合理设计了车轴各部分直径的大小，在保持轮对平衡的情况下可以有效减轻自重。通过有限元分析软件ANSYS12.0结构静力分析技术，对本发明车轴采的强度和刚度进行了有限元分析计算，计算可知该车轴所有载荷作用下最大应力点安全系数大于2，满足《机械设计手册》中疲劳强度许用安全系数1.3~1.5的规定。适用于南非城市轨道车辆中的5M轮城轨车辆。

附图说明

图1为本发明车轴的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

图1为本发明车轴的结构示意图。

本实施例公开了一种车轴，如图1所示，该车轴轴身2两端对称的设置有轮座1，轮座1背离轴身的一侧设置有轴颈3；轴身2中部为圆柱体，圆柱体两端为向轮座方向直径逐渐增大的锥台；轮座1直径L1＞轴身2中部圆柱体直径L2＞轴颈3直径L3。具体地，轮座直径L1为177mm，轴身中部圆柱体直径L2为152mm，轴颈直径L3为131mm。

车轴总长度为1831mm，轴身2长度为915mm，轴身中部圆柱体长度为152mm。

轮座1与轴身2采用圆弧面连接，圆弧面的圆心在该车轴的外侧。轮座1与轴颈3采用两个圆弧面连接，圆弧面的圆心在该车轴的外侧。

本实施例中车轴为LZ50钢车轴，采用标准为TB/T2945-1999《铁道车辆用LZ50钢车轴及钢坯技术条件》（此标准等同于AAR-M101标准）。

综上，本实施例车轴各部位受力大小合理，受力较大处直径相对较大，受力较小处直径相对较小轴直径最大处为轮座部分，轴颈的直径较轴身中部的直径略小。此外，为避免直径突然改变引起应力集中，轮座与轴身、轮座与轴颈间采用圆弧过渡。且此车轴无卸荷槽。将本实施例车轴在三维模拟上进行装配得出，本实施例公开的车轴可保持轮对平衡，同时有效的减轻了自重，符合AAR（北美铁道协会标准）、EN（欧洲标准）及中国铁路标准。本实施例公开的车轴满足南非5M轮城轨车辆的使用要求。

实施例2

与实施例1不同的是本实施例公开的车轴轮座与轴颈采用一个圆弧面连接，所述圆弧面的圆心在该车轴的外侧。

车轴总长度为1831mm，轴身长度为915mm，轴身中部圆柱体长度为160。轮座直径L1为177mm：轴身中部圆柱体直径L2为160mm：轴颈直径L3为131mm。

实施例3

与实施例1不同的是本实施例公开的车轴总长度为1831mm，轴身长度为915mm，轴身中部圆柱体长度为170。轮座直径L1为196mm：轴身中部圆柱体直径L2为152mm：轴颈直径L3为131mm。

本发明不局限于上述实施例所描述的车轴，车轴材质和尺寸的改变均在本发明的保护范围之内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。