[实用新型]带三段相切圆弧的轨道车辆S形辐板结构车轮

摘要

本实用新型公开了带三段相切圆弧的轨道车辆S形辐板结构车轮，由轮辋区、辐板区、轮毂区、轮辋‑轮辐过渡区和轮毂‑轮辐过渡区构成。所述轮辋区由轮辋厚度、轮辋宽度及轮缘‑踏面轮廓围成的区域组成；所述轮毂区由轮毂厚度、轮毂宽度和孔半径围成的区域构成；所述辐板区及轮辋‑轮辐过渡区、轮毂‑轮辐过渡区，由辐板上下中心位置，根据辐板最小厚度、最大厚度、中间厚度尺寸要求，按照规范步骤与三段相切圆弧的几何数学规则确定。给出了带三段相切圆弧的轨道车辆S形辐板结构车轮的原理性结构，可确保了铁路S形辐板车轮具有合理的刚度和强度。

主权项

带三段相切圆弧的轨道车辆S形辐板结构车轮，所述车轮由依次连接的轮辋区(1)、轮辋‑轮辐过渡区(4)、辐板区(2)、轮毂‑轮辐过渡区(5)和轮毂区(3)组成；所述轮辋‑轮辐过渡区(4)为从轮辋区(1)到辐板区(2)逐渐收窄的区域，轮辋‑轮辐过渡区(4)的两侧均为弧形；所述轮辋‑轮辐过渡区(4)一侧的弧形由第一圆弧锥面和第一直线圆锥面构成，所述第一圆弧锥面为以轮辋‑轮辐过渡区(4)与辐板区(2)的一侧连接点为起点，半径为rf1、中心角为af1的圆弧锥面；所述第一直线圆锥面的斜角为θ1、起点为轮辋区(1)与轮辋‑轮辐过渡区(4)一侧的连接点，第一直线圆锥面的终点与第一圆弧锥面的终点连接；轮辋‑轮辐过渡区(4)另一侧的弧形由第二圆弧锥面和第二直线圆锥面构成；所述第二圆弧锥面为以轮辋‑轮辐过渡区(4)与辐板区(2)的另一侧连接点为起点，半径为RF2、中心角为AF2的圆弧锥面；所述第二直线圆锥面的斜角为ω2、起点为轮辋区(1)与轮辋‑轮辐过渡区(4)另一侧的连接点；第二圆弧锥面的终点和第二直线圆锥面的终点连接；所述第一圆弧锥面、第一直线圆锥面、第二圆弧锥面和第二直线圆锥面位于同一水平面，所述轮辋‑轮辐过渡区(4)两侧之间的最小间距假设为w1，则轮辋‑轮辐过渡区(4)的高度H1满足如下条件：当轮辋‑轮辐过渡区(4)以一侧为依据时，该侧轮廓根据rf1和θ1确定，另一侧轮廓根据H1选择RF2或ω2根据如下公式1确定：H1＝(wR‑w1/2‑rf1sinθ1)tgθ1+rf1cosθ1   (公式1)当轮辋‑轮辐过渡区(4)以另一侧为依据时，该侧轮廓根据RF2和ω2确定，一侧轮廓根据H1选择rf1或θ1根据如下公式2确定：H1＝(WR‑wR‑w1/2‑RF2sinω2)tgω2+RF2cosω2   (公式2)所述轮毂‑轮辐过渡区(5)为从轮毂区(3)到辐板区(2)逐渐收窄的区域，所述轮毂‑轮辐过渡区(5)的两侧均为弧形；所述轮毂‑轮辐过渡区(5)一侧的弧形由第三圆弧锥面和第三直线圆锥面构成，所述第三圆弧锥面为以轮毂‑轮辐过渡区(5)与辐板区(2)的一侧连接点为起点，半径为rf2、中心角为af2的圆弧锥面；所述第一直线圆锥面的斜角为θ2、起点为轮毂区(3)与轮毂‑轮辐过渡区(5)一侧的连接点，第三直线圆锥面的终点与第三圆弧锥面的终点连接；轮毂‑轮辐过渡区(5)另一侧的弧形由第四圆弧锥面和第四直线圆锥面构成；所述第四圆弧锥面为以轮毂‑轮辐过渡区(5)与辐板区(2)的另一侧连接点为起点，半径为RF1、圆心角为AF1的圆弧锥面；所述第四直线圆锥面的斜角为ω1、起点为轮毂区(3)与轮毂‑轮辐过渡区(5)另一侧的连接点；第四圆弧锥面的终点和第四直线圆锥面的终点连接；所述第三圆弧锥面、第三直线圆锥面、第四圆弧锥面和第四直线圆锥面位于同一水平面，所述轮毂‑轮辐过渡区(5)两侧之间的最小间距假设为w3，则轮辋‑轮辐过渡区(4)的高度H2满足如下条件：以轮毂‑轮辐过渡区(5)一侧为依据时，该侧轮廓根据rf2和θ2确定，另一侧根据H2选择RF1或ω1根据如下公式3确定：H2＝(wG‑w3/2‑rf2sinθ2)tgθ2+rf2cosθ2   (公式3)以轮毂‑轮辐过渡区(5)另一侧为依据时，该侧轮廓根据RF1和ω1确定，一侧根据H2选择rf2或θ2根据如下公式4确定：H2＝(WG‑w3/2‑wG‑RF1cosω1)tgω1+RF1cosω1   (公式4)所述辐板区(2)为连接轮辋‑轮辐过渡区(4)和轮毂‑轮辐过渡区(5)的区域，所述辐板区(2)的两侧各由三段相切圆弧组成，设辐板区(2)的宽度H为辐板区(2)上下中心的水平距离，通过如下公式5计算：H＝DC‑DWS   (公式5)所述Dc为辐板区(2)下中心与车轮轮辋内侧的水平距离，Dws为辐板区(2)上中心与车轮轮辋内侧的水平距离；所述辐板区(2)的高度尺寸h根据如下公式6计算：h＝RW‑HW‑RG‑HG‑H1‑H2   (公式6)所述Rw为车轮半径，Hw为轮辋区(1)的轮辋厚度，RG为轮毂区3的轮毂孔的半径，HG为轮毂区(3)的轮毂厚度；所述辐板区(2)的一侧轮廓包含三段相切圆弧，分别满足如下几何条件：第一段，由如下公式7确定圆心a1后确定半径r1即可确定：第二段和第三段，由如下公式8选择圆心a3后确定圆心a2，进而确定半径r2和半径r3可确定：所述辐板区(2)另一侧轮廓包含三段相切圆弧，分别满足如下几何条件：第一段，由下式确定圆心A1后确定半径R1即可确定第二段和第三段，由下式选择A3后确定A2，进而确定半径R2和R3可确定：所述β为辐板区(2)中心线与垂直线的夹角，即tgβ＝H/h。