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1、浙江理工大学本科毕业设计（论文）Z S T UZhejiang Sci-Tech University本 科 毕 业 设 计BachelorS THESIS论文题目： 机车转向架助推器设计 专业班级： 姓名学号： 指导教师： 递交日期： 2013年5月29日 浙 江 理 工 大 学机械与自动控制学院毕业设计诚信声明我谨在此保证：本人所做的毕业设计，凡引用他人的研究成果均已在参考文献或注释中列出。设计说明书与图纸均由本人独立完成，没有抄袭、剽窃他人已经发表或未发表的研究成果行为。如出现以上违反知识产权的情况，本人愿意承担相应的责任。 声明人（签名）： 年 月 日浙江理工大学本科毕业设计（论文）摘
2、 要大型工件、物品的搬运常采用助推器辅助搬运完成作业，主要有机械式、气动式、电动式、液压式等，其工作性能各有优劣，有特定的适用场合。铁路机车或车辆检修维护时的移动一直采用牵引机车或牵车机构牵引，而牵引机车一般为内燃机车，不适合在机车或车辆检修要求越来越高的库内牵引机车用，而牵车机构一般为链式传输机构，其安装空间需要利用轨道中间的部分空间，且建造成本高、运行不稳定、维护成本较高和驱动电机的防水防潮功能要求较高，使用效果一直不理想。本文拟在综合分析比较现有搬运助推器的工作原理、组成结构的基础上，通过分析机车转向架与助推器的受力作用情况，运用ADAMS软件对助推器的执行机构进行建模和运动仿真，确定了
3、执行杆件的运作方式和受力作用情况，进一步校核各部件，设计出一种用于搬运不同规格机车转向架、适合机车车间工作条件的低耗高效便携式助推器。结构简单，方便组装，方便工人操作的便携式机车牵车装置，为机车检修时方便进出检修库用。关键词：助推器；高效；便捷；ADAMS；仿真AbstractLarge workpiece and goods transport often use boosters to help to finish the work.The main means are mechanical, pneumatic, electric, hydraulic.Every means has i
4、ts own advantages and disadvantages and every means is used in its special appropriate occasion . When the railway locomotive and vehicle are in maintenance,it has often been using traction locomotives or traction mechanism for moving. But the traction locomotive is usually a kind of diesel locomoti
5、ves.It is not suitable for the traction of locomotive,with the request more and more high in locomotive and vehicle maintenance. The traction mechanism is usually a kind of chain transmission mechanism.The middle part of the space of the orbit is required for the installation space , with high const
6、ruction costs,unstable operation,high maintenance costs and the higher requirements for drive motors waterproof function.So the using effect has not been ideal.This article is on the comprehensive analysis of the working principle and existing boosters structure. By analyzing the force condition of
7、the locomotive bogie and the booster,using the Adams software for modeling and motion simulation of the executive mechanism of the booster. So the executive members operation mode and the force function are determined, further checking other parts, designing a kind of portable booster with high effi
8、ciency and low consumption for the transport of different specifications of bogies. And it is suitable for the locomotive workshops working conditions. It is a kind of portable traction device with simple structure, convenient assembly and convenient operation ,for convenient in or out of the mainte
9、nance bases when the railway locomotive and vehicle is in maintenance.Key words: Booster; High Efficiency; Portable; Adams; Motion Simulation 目 录摘 要Abstract第1章 绪论11.1转向架助推器研究背景11.2现有助推器类型11.2.1滚轮助推器11.2.2抬升式助推器31.2.3多功能助推器41.3虚拟样机技术51.4本论文主要研究内容6第2章 撬棍式助推器研究思路和方案72.1研究思路72.1.1三种助推器的比较72.1.2 撬棍式助推器方案
10、72.2执行机构受力分析82.2.1执行机构位置分析82.2.2齿轮传动比确定92.2.3机构受力分析102.3电机选择122.4结论12第3章 基于Adams的建模和仿真143.1 Adams 软件介绍143.1.1 Adams 软件的概述143.1.2 ADAMS仿真步骤143.2 执行机构自由度分析153.3 凸轮轮廓线的设计163.3.1建立模型163.3.2仿真173.3.3确定轮廓曲线173.4 执行机构建模与仿真183.4.1建立模型183.4.2添加约束193.4.3仿真203.4.4仿真结果后处理203.5结论23第4章 结构设计254.1 整体结构简图254.2各部件校核2
11、54.2.1齿轮设计与校核254.2.2链传动设计294.2.3轴的结构设计和强度校核304.2.4轴承选择34第5章 总结365.1 总结365.2 设计的不足之处365.3 个人体会36参考文献38致 谢39浙江理工大学本科毕业设计（论文）第1章 绪论1.1转向架助推器研究背景进入21世纪，我国的城市轨道交通方兴未艾。作为世界上人口最多的国家为保证拥有一个有效，快速，便捷的交通。轨道交通作为主要的趋向已开始平凡地出现在我们的生活中。而转向架（英文：Bogie），又称台车（来自日文），它是铁道车辆中结构最为复杂的部分，其基本功能是：引导车辆沿轨道行驶；缓和因轨道不平顺而产生的振动；安装制动装
12、置，使车辆能够及时减速并准确停车1。因此转向架的设计也直接决定了车辆的稳定性和车辆乘坐的舒适性。 动车组转向架在维修成本中占到40%以上（全生命周期），在高速动车组5级修程中，转向架的检修工作量最大。而其中大量必要的检修和维护作业是利用动车组停车、入库的短暂时段内进行的，这就更加大了作业难度和保证质量的难度2。 铁路机车或车辆检修维护时的移动一直采用牵引机车或牵车机构牵引，而牵引机车一般为内燃机车，不适合在机车或车辆检修要求越来越高的库内牵引机车用，而牵车机构一般为链式传输机构，其安装空间需要利用轨道中间的部分空间，且建造成本高、运行不稳定、维护成本较高和驱动电机的防水防潮功能要求较高，使用效
13、果一直不理想。在新建或改造的铁路机车检修基地，急需一种便携式的机车牵车装置，为机车检修时方便进出检修库用。1.2现有助推器类型1.2.1滚轮助推器 1.气动摩擦轮式滚轮这类助推器是利用驱动轮和机车转向架的摩擦，实现轮子的转动，从而推动转向架。动力源采用的是气动驱动，利用长输气管和压缩空气实现长距离驱动，可以推动10吨到50吨的卷筒等圆柱类物件，如图1-1所示。气动能源式的装置动力清洁而且高效，方便工人操作。毫无疑问确实有一些优势的，包括：（1）它们便携而且尺寸小巧，但是可以形成极大的转矩；（2）其中互相作用使他们适合大多数重量大的转动负重，因为负重提供了驱动轮需要的向下的力。 但是同时因为气动
14、的驱动方式也带来了局限。气动需要持续提供高度压缩的空气才能维持动力，这就大大制约了助推的距离，而且压缩空气的需要限制了装置的位置，而且如果输气管长度过长的，压力会慢慢下降，最终会影响助推的效率2。图1-1 气动摩擦轮式助推器3 2.电动摩擦轮式滚轮 基于上述气动能源式助推器的一些不足之处，Gregory James Newell在“ Materials handling device and system”专利中提出了改进方案。此专利将动力更换为一种可循环利用的清洁充电电池组，同时安装有充电装置，可以实现电池组的充放电控制，电力不足时储存能源的电容装置就会释放出多余能量，使助推的距离更远，更有效率。解决了气动的缺陷，同时又具有气动的大部分优点。其结构简图如图1-2所示。 图1-2 电动摩擦轮式助推器41.2.2抬升式助推器1.液压抬升式助推器如图1-3所示，此类助推器通过液压机构与转向架底盘后半部分接触，向上抬升转向架一小段距离，使后轮受到的压力和摩擦力减小，再推动转向架。由于内嵌发电机，而受结构尺寸的制约不能达到很大的功率，所以在
