[发明专利]花键联接抗侧滚扭杆的防错装方法、产品及产品设计方法

说明书

花键联接抗侧滚扭杆的防错装方法，步骤如下：在扭杆轴的一端加工出外花键，且在外花键上加工出至少一个特殊键齿，所述的特殊键齿的齿高小于普通花键齿的齿高；在特殊键齿内侧沿轴向画出标记线，且标记线沿伸至扭杆轴的另一端；在扭杆轴的另一端加工出外花键，且在外花键上加工出与标记线轴向对齐的特殊键齿；在扭转臂与扭杆轴花键联接一端的内壁中加工出与外花键配合的内花键，且在内花键上加工出与特殊键齿配合的特殊齿槽，所述的特殊齿槽的齿槽深度小于普通内花键槽的齿槽深度；在扭杆轴的两端分别套装扭转臂，特殊齿槽与特殊键齿配合，使两个扭转臂与连杆组件配装的端部沿轴向对齐。本发明还提供一种抗侧滚扭杆及其设计方法。

技术领域

本发明涉及一种花键联接抗侧滚扭杆的防错装方法，属于轨道车辆抗侧滚扭杆组装领域，本发明还涉及一种抗侧滚扭杆及其设计方法。

背景技术

轨道车辆的振动主要有六个方向的自由度：X方向的伸缩振动、Y方向的横摆振动、Z方向的浮沉振动、绕Y轴的点头振动、绕Z轴的摇头振动、绕X轴的侧滚振动。目前的轨道交通车辆转向架均为两级悬挂，抗侧滚扭杆系统起到了调节车辆侧滚刚度、控制车辆侧滚振动的作用。

抗侧滚扭杆系统的机构运动图，如图1所示，图中M为车体，E、F为扭杆支撑座组成，安装于构架上，A、B、C、D为橡胶球铰或金属关节轴承，可在三个方向转动。由图可见，如果不考虑相对于系统刚度小得多的支撑座组成和橡胶关节的影响，当车体相对于转向架发生浮沉振动时，两根连杆同时往一个方向运动，整个装置绕支撑球铰同时转动，扭杆并不承受力或扭矩，故并不影响车体的浮沉振动，同样对除侧滚以外的其它几个运动同样不提供任何附加的力或扭矩。而当车体与构架之间发生绕X轴的相对转动即侧滚时，左右连杆向相反的方向上下运动，通过扭转臂（图中FD、EC）使扭杆发生扭转变形，扭杆由于抗扭弹性而产生抗扭反力矩，这一反力矩作用在垂向连杆上表现为一对大小相等方向相反的垂向力，而这对垂向力作用在车体上就形成了与车体侧滚方向相反的抗侧滚力矩，抗侧滚力矩的作用将阻止车体相对于转向架侧滚角度的增加，从而抑制车辆的侧滚，提高车辆的横向平稳性。

现有轨道交通用抗侧滚扭杆系统的典型结构，主要由以下几部分组成：扭杆轴、扭转臂、支撑座组成、连杆组件（用于连接车体和转向架，包括下关节轴、垂向连杆和上关节轴）。其中扭杆轴与左右2个扭转臂组装后，要求左右2个扭转臂与垂向连杆装置的连接孔理论上处于同一水平位置，这就要求扭杆轴与扭转臂装配时需要定位精确。对于扭杆轴与扭转臂通过过盈等不可拆的联接方式配合时，扭杆轴与扭转臂在零部件制造商处即完成装配，通过工装进行保证，并进行检验，通常左右两扭转臂的高度差均得到了较好的配合。但对于那些扭杆轴与扭转臂为可拆卸式联接的配合方式时，通常扭杆轴与扭转臂的组装在车体与构架落车时由主机厂完成装配。此时，扭杆轴与扭转臂的精确定位显得尤为重要，如若左右两扭转臂的高度差存在较大的偏差，当连接车体与扭转臂的连杆组件长度一定时，只能强行使扭杆轴发生一定程度的扭转变形，以连接车体与连杆组件。但这种方式对车辆正常运行及车辆的寿命具有较大的危害，主要体现在：

1. 扭杆轴具有初始应力，在使用过程中与疲劳应力叠加后，可能超过产品的强度极限，造成扭杆轴以及其他抗侧滚扭杆装置零部件产品提前失效，影响行车安全；

2. 扭杆轴具有初始应力，使其偏离了抗侧滚扭杆装置对除侧滚以外的其它几个运动不提供任何附加的力或扭矩的设计初始目的，对车辆六个方向的运动都产生了影响。

目前花键联接的抗侧滚扭杆装置，对于花键联接的防错，目前通常的做法是在某一对配合的内/外花键齿附近，刻打或标记一记号,一般为圆点或直线。在扭杆轴的齿顶处及扭转臂的齿槽处各做一圆点标记，在对准扭杆轴及扭转臂的齿对准标记后，完成装配。

这种利用标记符号进行防错的方式存在以下的不足：

1. 在齿顶或齿槽处刻打标记符号，容易导致应力集中，进而影响产品的使用寿命，尤其是当花键位置没在扭杆轴端部时。