國際鐵路聯(lián)盟規(guī)程 515-3OR第1版，94年7月1日鐵路車輛轉(zhuǎn)向架走行裝置軸設(shè)計(jì)計(jì)算方法國際鐵路聯(lián)盟47515-3OR按卷分類的活頁：V - 運(yùn)輸車輛修訂.序言：前面帶有星號(hào)（*）的為條款為強(qiáng)制性規(guī)定。頁邊處的雙線()表示于該頁面頁腳處所注日期進(jìn)行的內(nèi)容修訂。執(zhí)行本手冊(cè)時(shí)，應(yīng)遵守本文件結(jié)束部分“使用”中所規(guī)定的條款。注意：本手冊(cè)內(nèi)容包括以下部分：手冊(cè)410：旅客列車重量與制動(dòng)的構(gòu)成和計(jì)算手冊(cè)5051：鐵路運(yùn)輸車輛 鐵路車輛結(jié)構(gòu)界限手冊(cè)5081：固定裝置與牽引客車之間的相互作用手冊(cè)5102：牽引車輛 與不同類型行走裝置一起使用的各種直徑車輪的使用條件手冊(cè)515：客車的行走裝置手冊(cè)5150：旅客列車 轉(zhuǎn)向架 行走裝置手冊(cè)5151：旅客列車 拖車轉(zhuǎn)向架 行走裝置 適用于拖車轉(zhuǎn)向架組件的一般條款手冊(cè)5154：旅客列車 拖車轉(zhuǎn)向架 行走裝置 轉(zhuǎn)向架框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)手冊(cè)5155：動(dòng)力牽引機(jī)車 行走裝置 軸箱試驗(yàn)手冊(cè)5411：制動(dòng)裝置 各種制動(dòng)部件結(jié)構(gòu)方面的規(guī)定手冊(cè)543：制動(dòng)裝置 與設(shè)備和牽引車輛使用相關(guān)的規(guī)定手冊(cè)546：制動(dòng)裝置 旅客列車用在功率制動(dòng)裝置手冊(cè)552：列車電纜電源手冊(cè)5671：國際服務(wù)中可以使用的標(biāo)準(zhǔn)X、Y型客車手冊(cè)5672：國際交通中可以使用的標(biāo)準(zhǔn)型客車 特性手冊(cè)569：適用于火車輪渡運(yùn)輸?shù)目蛙嚭蛙噹圃熘袘?yīng)遵守的規(guī)定手冊(cè)8111：牽引車輛軸供貨技術(shù)規(guī)程手冊(cè)8131：牽引車輛輪組供應(yīng)技術(shù)規(guī)程手冊(cè)814：擬用于鐵路車輛滾子軸承軸箱潤滑的油脂正式試驗(yàn)與供貨技術(shù)規(guī)程目 錄1 主題 應(yīng)用范圍2 符號(hào)3 軸設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)需要考慮的作用力3.1 參考質(zhì)量m1的定義3.2 標(biāo)準(zhǔn)或?qū)捾壘噼F道與導(dǎo)輪車軸運(yùn)動(dòng)質(zhì)量相關(guān)的作用力3.3 標(biāo)準(zhǔn)或?qū)捾壘噼F道與牽引從導(dǎo)輪車軸運(yùn)動(dòng)質(zhì)量相關(guān)的作用力3.4 窄或米制軌距鐵道與導(dǎo)輪車軸運(yùn)動(dòng)質(zhì)量相關(guān)的作用力3.5 窄或米制軌距鐵道與牽引從導(dǎo)輪車軸運(yùn)動(dòng)質(zhì)量相關(guān)的作用力3.6 在車輪與軌道接觸點(diǎn)處的垂直反力4 由與運(yùn)動(dòng)質(zhì)量相關(guān)的作用力引起的彎矩5 由制動(dòng)和牽引產(chǎn)生的力矩6 用于應(yīng)力計(jì)算的合成力矩7 確定軸各部分的結(jié)構(gòu)7.1 軸在不同橫截面上的應(yīng)力7.2 確定軸頸與軸身處的直徑7.3 根據(jù)軸身或軸頸處的直徑確定定位座的直徑8 應(yīng)力極限8.1 A1N鋼8.2 其它類型鋼（非A1N鋼）9 設(shè)計(jì)計(jì)算書附錄1：由不同類型的制動(dòng)系統(tǒng)引起的分力矩、和附錄2：MR的公式推導(dǎo)附錄3：用于確定倒角處應(yīng)力集中系數(shù)K的計(jì)算圖表附錄4：用于確定槽底處應(yīng)力集中系數(shù)K的計(jì)算圖表附錄5：軸的設(shè)計(jì)計(jì)算書樣例1 主題 應(yīng)用范圍*1.1 本手冊(cè)頁對(duì)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了闡述，并規(guī)定了各種鐵路機(jī)車車輛的外徑軸的設(shè)計(jì)驗(yàn)證計(jì)算。本方法適于擬用來運(yùn)送旅客或貨物的所有鐵路列車中驅(qū)動(dòng)車軸和從導(dǎo)輪車軸的設(shè)計(jì)計(jì)算。但是，當(dāng)工作中存在較大的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，該方法不適用于車輛主動(dòng)輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算。本方法對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵道、寬軌矩鐵道（如：西班牙鐵路系統(tǒng)）或窄軌距鐵道（米制或近米制軌距）上工作的車輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算均是適用的。本方法主要由以下三個(gè)部分構(gòu)成： 設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)所需作用力的確定、不同車軸橫截面上力矩的計(jì)算； 選擇軸身與軸頸的直徑，然后根據(jù)這些直徑值確定出車輪軸其它部分的直徑； 按照下述步驟校驗(yàn)選定的直徑：l 計(jì)算車輪軸每一部分每一個(gè)特征橫截面上的應(yīng)力；l 將計(jì)算應(yīng)力與最大允許用應(yīng)力相比較。此外，本方法建議在車輪軸的不同部分之間的過渡處（軸頸、軸座、軸身等）應(yīng)采用合理的結(jié)構(gòu)形狀。1.2 基于經(jīng)濟(jì)性和標(biāo)準(zhǔn)化方面的考慮，在開發(fā)一個(gè)新型輪軸前，建議確認(rèn)當(dāng)前的車輪軸設(shè)計(jì)是否已經(jīng)不能滿足新提出的要求。* 2 符號(hào)m1（kg）適用于輪軸的參考質(zhì)量；m2（kg）輪組的質(zhì)量；m1+m2（kg）需要考慮的車輪組作用于軌道的車輛部分的質(zhì)量；g(ms-2)重力加速度；P(N)支承參考質(zhì)量的車輪組作用于軌道上的垂直力的一半，即：；P0(N)當(dāng)車輪組上施加對(duì)稱載荷時(shí)，作用于每一個(gè)軸頸上的垂直力：；P1(N)受力最大的軸頸上的垂直作用力；P2(N)受力最小的軸頸上的垂直作用力；P1(N)在某種制動(dòng)方式下產(chǎn)生的制動(dòng)力P；Y1(N)在受力最大的軸頸側(cè)車輪與軌道之間的水平橫向力；Y2(N)受力最小的軸頸一側(cè)車輪與軌道之間的水平橫向力；H(N)與作用力Y1和Y2相平衡的水平橫向力；Q1(N)在受力最大的軸頸一側(cè)車輪與軌道之間的垂直支反力；Q2(N)在受力最小的軸頸一側(cè)車輪與軌道之間的垂直支反力；Fi(N)與位于車輪（所有或部分驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)軸器、制動(dòng)盤、馬達(dá)等）之間的未安裝彈性零件的質(zhì)量有關(guān)的作用力；Ff(N)在車輪上使用單個(gè)制動(dòng)片托或在制動(dòng)盤上使用制動(dòng)襯片時(shí)的最大作用力；Mx(Nmm)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的彎矩；Mx and Mz(Nmm)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩；My(Nmm)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的彎矩Mx and Mz (Nmm)由于牽引所產(chǎn)生的彎矩；My(Nmm)由于牽引所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩；MX and MZ(Nmm)彎矩之和；MY(Nmm)扭轉(zhuǎn)力矩之和；MR(Nmm)最終力矩2b(mm)施加于軸頸的垂直力作用點(diǎn)之間的距離；2s(mm)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)胎面之間的距離；h1(mm)車輛重心高于輪軸水平軸線的高度；yi(mm)在支承作用力P1一側(cè)的軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)胎面平面與作用力Fi之間的距離；y(mm)某個(gè)特定軸橫截面上的y坐標(biāo)值，從支承作用力P1的橫截面起測取；r車輪與制動(dòng)片之間或制動(dòng)襯片與制動(dòng)盤之間的平均摩擦系數(shù)；Ó（MPa）在某個(gè)給定橫截面上的計(jì)算應(yīng)力；K由于結(jié)構(gòu)形狀的改變而引入的應(yīng)力集中系數(shù)；R(mm)車輪的公稱直徑，從轉(zhuǎn)動(dòng)胎面起測??；d(mm)輪軸橫截面外徑；d(mm)中空軸的孔徑；D(mm)裝配于輪軸上的零件的直徑，用于確定應(yīng)力集中系數(shù)K；r(mm)倒角或倒槽半徑，用于確定應(yīng)力集中系數(shù)K；S安全系數(shù)。*3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)需要考慮的作用力應(yīng)確定出在軸的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)需要考慮的作用力，以便于確定出在輪組的整個(gè)工作壽命內(nèi)的恒定疲勞載荷，它等于在工作時(shí)產(chǎn)生的變載荷的總和。該載荷由三個(gè)方面產(chǎn)生： 與運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的作用力（第3部分）； 與制動(dòng)引起的作用力（第5部分）； 由牽引所產(chǎn)生的作用力（第5部分）。圖1為上述作用力的圖示。圖1由運(yùn)動(dòng)質(zhì)量引起的作用力包括： 施加于軸頸上的垂直作用力P1和P2； 施加于車輪和軌道接觸點(diǎn)的垂直作用力（垂直反力）Q1和Q2，橫向力Y1和Y2；上述作用力取決于輪軸的類型（驅(qū)動(dòng)輪軸或承載輪軸）、輪軸的作用（導(dǎo)軸或從動(dòng)軸）和軌距等。上述作用力需要根據(jù)以下參數(shù)進(jìn)行確定： 參考質(zhì)量m1，由輪軸承受并在兩個(gè)軸頸上均勻分布。如果該質(zhì)量在軸的整個(gè)生命周期內(nèi)一直施加于該軸上，將產(chǎn)生與實(shí)際施加的變質(zhì)量相同的疲勞載荷。該質(zhì)量將在3.1中定義。 輪組的質(zhì)量m2。 固定在位于軸頸之間軸段上的非彈性質(zhì)量（制動(dòng)盤、齒輪等）。由這些質(zhì)量產(chǎn)生的作用力Fi的方向（當(dāng)質(zhì)量位于兩輪之間時(shí)，方向垂直向上）已被選定，以便于將作用力Fi對(duì)輪軸彎曲的影響與質(zhì)量m1有關(guān)的作用力對(duì)軸彎曲的影響合成。* 3.1 參考質(zhì)量m1的定義參考質(zhì)量m1取決于所使用的軸的類型。對(duì)于牽引裝置，是指用于旅客運(yùn)輸?shù)能囕v或用于貨物運(yùn)輸?shù)能囕v。* 3.1.1 牽引車輛（非旅客列車）的車輪軸是指不承載旅客的牽引裝置的車輪軸，如機(jī)車的車輪軸。依此來看，承載旅客的車輛（例如：鐵路車廂）的驅(qū)動(dòng)輪軸應(yīng)與客運(yùn)車輛的從導(dǎo)輪車軸同等對(duì)待。參考質(zhì)量m1等于牽引裝置中由處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的滿載的（燃料、水、砂等）車輪軸承受的部分的質(zhì)量。* 3.1.2 貨運(yùn)從導(dǎo)輪車軸 參考質(zhì)量m1等于當(dāng)貨車裝載至最大載重（名義最大軸載荷減去車輪組的質(zhì)量）時(shí)由輪軸承受的那部分貨車質(zhì)量。* 3.1.3 客運(yùn)從導(dǎo)輪車軸參考質(zhì)量m1等于由下列軸承受的部分的質(zhì)量： 處于運(yùn)行狀態(tài)的車輛的空載質(zhì)量（水箱、燃料箱裝滿時(shí)），和 車輛參考載荷的120%。關(guān)于該參考載荷，根據(jù)車輛是否用于主干線或市郊列車服務(wù)的不同，存在以下兩種情況：a）主干線旅客列車輪軸的參考載荷根據(jù)以下條件確定參考載荷(1) 這些載荷情形可以代表大多數(shù)UIC鐵路上出現(xiàn)的典型工作條件。如果車輛的工作條件與此存在很大的不同，則在定義m1時(shí)須加以考慮這種不同。： 每位旅客一個(gè)座位，不使用折疊座位； 每平方米走廊上有2位旅客； 每個(gè)服務(wù)隔間內(nèi)有2位旅客；每位旅客的質(zhì)量（包括行李）等于80 kg。 每平方米行李隔間內(nèi)的重量等于300 kg。b）市郊列車服務(wù)旅客列車輪軸的參考載荷 根據(jù)以下條件確定參考載荷： 每位旅客一個(gè)座位，不使用折疊座位； 每平方米走廊上有3位旅客； 頭等艙每平方米走廊上有4位旅客，二等艙每平方米走廊上有5位旅客；每位旅客的質(zhì)量（包括行李）等于70 kg。 每平方米行李隔間內(nèi)的重量等于300 kg。* 3.2 標(biāo)準(zhǔn)軌距或?qū)捾壘嗑€路上，導(dǎo)軸運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的作用力 導(dǎo)軸是指牽引裝置中的任一輪軸，或在主干線或市郊鐵路服務(wù)線上運(yùn)行的客運(yùn)車輛的任一輪軸，它位于列車的頭部。P1= (0.625+0.0875h1/b)m1gP2= (0.625-0.0875h1/b)m1gY1=0.35m1gY2=0.175m1g * 3.3 標(biāo)準(zhǔn)軌距或?qū)捾壘嗑€路上，牽引從導(dǎo)輪車軸運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的作用力從導(dǎo)輪車軸是指客運(yùn)或貨運(yùn)列車中的任一輪軸，該類輪軸未在列車頭部使用。P1= (0.625+0.075h1/b)m1gP2= (0.625-0.075h1/b)m1gY1=0.30m1gY2=0.15m1g* 3.4 窄軌距或米制軌距線路上，導(dǎo)軸運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的作用力 該類輪軸的定義與第3.2條中的定義相同：P1= (0.65+0.114h1/b)m1gP2= (0.65-0.114h1/b)m1gY1=0.40m1g Y2=0.175m1g* 3.5 窄軌距或米制軌距線路上，牽引從導(dǎo)輪車軸運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的作用力 該類輪軸的定義與第3.3條中的定義相同：P1= (0.65+0.0975h1/b)m1gP2= (0.65-0.0975h1/b)m1gY1=0.35m1g Y2=0.15m1g*3.6 車輪與鐵軌接觸點(diǎn)處的垂直反力在上述第3.2、3.3、3.4和3.5條中列出的4種情形中，作用于車輪與軌道接觸點(diǎn)處的垂直支反力Q1和Q2（見圖1），決定于作用力P1、P2、Y1和Y2，并決定于輪軸上非彈性質(zhì)量產(chǎn)生的作用力Fi，分別由以下公式給出：*4 運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的作用力所引起的彎矩在對(duì)輪軸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，需要先計(jì)算出力矩的三個(gè)分量：MX、MY和MZ，這三個(gè)分量的方向如圖2所示。圖2與運(yùn)動(dòng)質(zhì)量、P1、P2、Q1、Q2、Y1、Y2和Fi相關(guān)的作用力，在沿著X軸方向上產(chǎn)生一個(gè)彎矩Mx。該彎矩Mx的表達(dá)式取決于需要進(jìn)行計(jì)算的橫截面的位置。這些表達(dá)式在表1中給出。表1輪軸上的區(qū)域Mv（1）位于載荷平面與轉(zhuǎn)動(dòng)胎面平面之間位于轉(zhuǎn)動(dòng)胎面平面之間Fi：作用于目標(biāo)橫截面左側(cè)的力Mv力矩變化的一般模式（1）對(duì)于非對(duì)稱輪軸（如：帶有聯(lián)軸器的傳動(dòng)軸），應(yīng)分別對(duì)每一個(gè)軸頸施加較大載荷后進(jìn)行計(jì)算。* 5 由制動(dòng)和牽引所引起的力矩制動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生三個(gè)力矩分量：、和（圖3）。彎曲分量與水平方向的X軸線相平行，該分量是由平行于Z軸線上的垂直力產(chǎn)生的。彎曲分量與水平方向的Z軸線相平行，該分量是由平行于X軸線上的水平力產(chǎn)生的。扭轉(zhuǎn)分量與Y軸線（輪軸的中心線）相平行，該分量是由施加于車輪或制動(dòng)盤上的切向力產(chǎn)生的。圖3對(duì)于普通制動(dòng)方式，分量、和具體在附錄1的表中給出。 在多種制動(dòng)方式疊加使用的情形下，在每一種制動(dòng)方式下產(chǎn)生的分量均可以相加。如果使用了除附錄1中所列制動(dòng)方式之外的其它制動(dòng)方式，則在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)所需的力和力矩，均應(yīng)按照附錄1中所列情形相同的原則予以確定。在計(jì)算時(shí)需要特別注意，該應(yīng)與運(yùn)動(dòng)質(zhì)量引起的力矩直接相加。一般情況下，不需考慮由于傳遞馬達(dá)力矩而在輪軸產(chǎn)生的載荷。實(shí)際上，計(jì)算結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)表明：這些載荷所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩和彎曲力矩、，要小于由于制動(dòng)所產(chǎn)生的相應(yīng)力矩，且力矩、并不是與制動(dòng)力矩同時(shí)產(chǎn)生。說明：對(duì)于未進(jìn)行制動(dòng)的輪軸，需考慮在該軸上產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩（等于0.2 P.R），以便將車輪直徑上的差異和轉(zhuǎn)變效應(yīng)考慮進(jìn)來。* 6 用于應(yīng)力計(jì)算的合成力矩在輪軸的每一個(gè)橫截面上，其應(yīng)力值均需按照合成力矩MR進(jìn)行計(jì)算，合成力矩可由下式得到（由附錄2導(dǎo)出）：式中： 在上述公式中，如果由牽引力引起的力矩大于由于制動(dòng)力引起的力矩，則需將公式中的、和分別使用、和代換。7 確定輪軸不同部位處的結(jié)構(gòu)形狀*7.1 輪軸各個(gè)橫截面上的應(yīng)力在直徑為d的實(shí)心輪軸的橫截面上，需要考慮的應(yīng)力大小為：在外徑為d、內(nèi)徑為d的空心輪軸的橫截面上，需要考慮的應(yīng)力大小為： 在外表面上的應(yīng)力大小為： 在孔處的應(yīng)力大小為：在圓柱形的部分，實(shí)心輪軸或空心輪軸的表面以及空心輪軸的孔處，應(yīng)力集中系數(shù)均等于1。在輪軸的其它各處（見圖4和圖5），橫截面的每一變化均將引起應(yīng)力集中，應(yīng)力最大值出現(xiàn)在： 介于兩個(gè)相鄰的具有不同直徑的圓柱部分之間的過渡處； 位于槽的底部。用于計(jì)算該應(yīng)力值時(shí)所需的應(yīng)力集中系數(shù)K，分別在附錄3（兩圓柱部分之間的倒角）中的計(jì)算圖表和附錄4（槽底）中的計(jì)算圖表中給出，K分別是比值r/d和D/d的函數(shù)： r：倒角或槽處的半徑； d：待進(jìn)行應(yīng)力集中計(jì)算的槽或圓柱部分的直徑； D：其它圓柱部分的直徑。如果輪軸上安裝車輪、齒輪或軸承（緊配合零部件）時(shí)，直徑D應(yīng)等于車輪輪轂或齒輪的直徑，或等于軸承內(nèi)圈的直徑。如果輪軸上安裝松配合的零部件（如：密封圈、導(dǎo)向板、墊片等），直徑D應(yīng)等于軸座的直徑。圖4圖57.2 確定軸頸與軸身部分的直徑建議在選取軸頸與軸身直徑時(shí)，需要適當(dāng)考慮一致性要求。對(duì)于這些部分，依據(jù)輪軸是實(shí)心軸還是空心軸，需要利用第7.1條中給出的相關(guān)公式，在重載區(qū)域計(jì)算最大應(yīng)力值。于是，應(yīng)按照第8部分中的要求，通過對(duì)應(yīng)力計(jì)算值與應(yīng)力極限值進(jìn)行比較，對(duì)選定的直徑進(jìn)行校驗(yàn)。* 為避免軸承的內(nèi)圈邊緣處將軸頸表面切口劃傷，需要開一個(gè)深度較小（0.1mm）、半徑較大的槽（圖6）。圖6圖7.3 根據(jù)軸身或軸頸的直徑確定各配合軸座處的直徑軸座的直徑應(yīng)根據(jù)軸身或軸頸處的直徑進(jìn)行確定，同時(shí)須遵守以下原則：a）密封圈座為遵守一致性原則，建議密封圈座處的直徑應(yīng)比該處軸頸的直徑大30 mm。建議倒角的形狀應(yīng)與圖7中所示的形狀相同。圖7b）密封圈座與車輪座之間的倒角為遵守一致性原則，建議倒角處的半徑應(yīng)比該兩個(gè)軸座的直徑大25 mm。如果無法滿足上述數(shù)值，建議該半徑使用盡可能大的值，以便限制該區(qū)域的應(yīng)力集中。c）無相鄰軸座的車輪座* 考慮到磨損極限，輪座大小應(yīng)至少等于新設(shè)計(jì)輪軸軸身直徑的1.12倍。在設(shè)計(jì)新的輪軸時(shí)，輪座的直徑也應(yīng)相應(yīng)地計(jì)算。建議為軸身處直徑的1.15倍。* 在設(shè)計(jì)位于軸身和輪座之間的倒角時(shí)，應(yīng)保證其可能產(chǎn)生的應(yīng)力集中達(dá)到最小。* 在確定輪座和輪轂的深度時(shí)，應(yīng)保證輪轂寬度大于輪座長度2 7mm（大部分位于軸身側(cè)），新設(shè)計(jì)輪軸座時(shí)以及在磨損極限位置時(shí)應(yīng)滿足這一要求。為滿足上述兩個(gè)條件和一致性要求，建議使用采用的倒角半徑分別為75 mm和15 mm，如圖8所示。圖8軸座直徑D軸身直徑d比值D - 51801851901951551601651701.161.161.151.151751801851901.131.121.121.12（1）D + 5和D 5表示在維修操作之后輪座的尺寸邊界。圖8軸座直徑D軸身直徑d比值D - 52052102152202252302351751801851901952002051.171.171.161.161.151.151.152002052102152202252301.141.141.131.131.131.121.12（1）D + 5和D 5表示在維修操作之后輪座的尺寸邊界。*d）兩個(gè)相鄰軸座的情況當(dāng)車輪、齒輪和/或制動(dòng)盤的軸座合并在一起時(shí)，可出現(xiàn)該種情況。它不包括密封圈、墊圈或?qū)虬宓妮S座。應(yīng)按照上述c）中的要求計(jì)算軸座的直徑。在兩個(gè)軸座之間應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)淺槽。該淺槽的最小深度應(yīng)稍超出軸座的磨損范圍。槽的半徑應(yīng)至少為16 mm。其主要作用是避免在該軸座上安裝零部件時(shí)，零部件的孔邊可能擦傷軸座表面。軸身與軸座之間的倒角應(yīng)按照上述c）進(jìn)行設(shè)計(jì)。安裝于軸座上的兩相鄰零件必須相互定位。*e）兩個(gè)非相鄰軸座的情況軸座應(yīng)按照下述要求確定： 按照上述c）中的要求，計(jì)算軸座直徑 按照上述c）中的要求，設(shè)計(jì)倒角和輪轂的伸長部分； 在兩個(gè)倒角之間設(shè)置一個(gè)圓柱形零件。* 8 應(yīng)力極限應(yīng)根據(jù)以下條件確定應(yīng)力極限： 從精加工試件（Rt 16µm, Ra 3.2 µm）獲取旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞極限，試件外徑與輪軸的直徑具有相同的數(shù)量級(jí)（介于150 200 mm）。 系數(shù)S的取值，決定于鋼對(duì)疲勞強(qiáng)度切口的敏感性，及該輪軸的用途（驅(qū)動(dòng)軸或?qū)л嗆囕S）。在輪軸的整個(gè)工作壽命期限內(nèi)，只有對(duì)該輪軸（軸身、倒角等）的外表面進(jìn)行防腐保護(hù)，該應(yīng)力極限才適用。*8.1 A1N鋼對(duì)于A1N鋼（其特性在手冊(cè)811中規(guī)定），其疲勞極限等于： 對(duì)于實(shí)心輪軸：200 Mpa，區(qū)域內(nèi)無配合零部件；120 Mpa，區(qū)域內(nèi)有配合類零部件。 對(duì)于空心輪軸：200 Mpa，區(qū)域內(nèi)無配合零部件；110 Mpa，區(qū)域內(nèi)有配合類零部件（軸頸除外）；94 Mpa，區(qū)域內(nèi)軸頸上有配合零部件；80 Mpa，對(duì)于孔的表面。對(duì)于實(shí)心輪軸和空心輪軸，表2和表3分別給出： 系數(shù)S的數(shù)值，疲勞極限除以該系數(shù)可得到應(yīng)力極限； 應(yīng)力極限。表2 - 實(shí)心輪軸的應(yīng)力極限輪軸的用途S區(qū)域1區(qū)域2從導(dǎo)輪車軸1.2166 MPa100 MPa不帶聯(lián)軸器或未裝配齒輪的傳動(dòng)軸，自動(dòng)轉(zhuǎn)向架的從導(dǎo)輪車軸1.3154 MPa92 MPa帶有聯(lián)軸器或裝配有齒輪的傳動(dòng)軸1.5133 MPa80 MPa區(qū)域1：軸身、迷宮型密封座和槽底；區(qū)域2：輪座、制動(dòng)盤座、軸承座（包括軸頸）、齒輪軸座、密封圈軸座。圖9 - 實(shí)心輪軸不同區(qū)域的定義示意圖| 區(qū)域2 | 區(qū)域1 | 區(qū)域2 | 區(qū)域1 | 區(qū)域2 | 區(qū)域1表3 - 空心輪軸的應(yīng)力極限輪軸的用途S區(qū)域1區(qū)域2區(qū)域3區(qū)域4從導(dǎo)輪車軸1.2166 MPa92 MPa78 MPa67 MPa不帶聯(lián)軸器或未裝配齒輪的傳動(dòng)軸，自動(dòng)轉(zhuǎn)向架的從導(dǎo)輪車軸1.3154 MPa85 MPa72 MPa62 MPa帶有聯(lián)軸器或裝配有齒輪的傳動(dòng)軸1.5133 MPa73 MPa63 MPa53 MPa區(qū)域1：軸身、迷宮型密封座和槽底；區(qū)域2：除軸頸之外的所有軸座；區(qū)域3：軸頸區(qū)域4：孔圖10 - 空心輪軸不同區(qū)域的定義示意圖8.2 其它類型鋼（非A1N鋼）應(yīng)確定以下位置處的疲勞極限： 在輪軸的表面處； 在過盈配合處的軸座，與車輪座處的松緊條件相同。對(duì)于空心輪軸，還應(yīng)確定以下位置處的疲勞極限： 在孔的表面處； 在過盈配合處的軸座，與裝配有軸承的軸頸處的松緊條件相同。用于確定這些疲勞特性的試驗(yàn)方法應(yīng)與EN標(biāo)準(zhǔn)中與A1N鋼相關(guān)的第4.2.3章中規(guī)定的方法相同。疲勞極限除以安全系數(shù)S，即可得到最大許用應(yīng)力。該安全系數(shù)S等于： 1.2 = 由A1N鋼制成的輪軸的安全系數(shù)； RfL = 通過光滑試件獲得的當(dāng)旋轉(zhuǎn)彎曲為107次時(shí)的疲勞極限值。 RfE =通過帶有切口的試件獲得的當(dāng)旋轉(zhuǎn)彎曲為107次時(shí)的疲勞極限值。 k （其它類型鋼）應(yīng)使用直徑為10 mm的試件（光滑試件與切口試件）確定。切口的幾何形狀如下圖所示（圖11）。圖119 設(shè)計(jì)計(jì)算書附錄5中給出了對(duì)所有類型的輪軸均適用的設(shè)計(jì)計(jì)算書樣例。附錄1由制動(dòng)引起的力矩的定義制動(dòng)方式分量每個(gè)車輪兩側(cè)的摩擦墊每個(gè)車輪一側(cè)的摩擦墊輪組上兩個(gè)楔形盤-制動(dòng)輪轂上兩個(gè)固定盤-制動(dòng)輪組上一個(gè)楔形盤-制動(dòng)載荷平面與運(yùn)轉(zhuǎn)平面之間運(yùn)轉(zhuǎn)平面之間載荷平面與運(yùn)轉(zhuǎn)平面之間運(yùn)轉(zhuǎn)平面之間載荷平面與運(yùn)轉(zhuǎn)平面之間運(yùn)轉(zhuǎn)平面之間制動(dòng)盤之間載荷平面與運(yùn)轉(zhuǎn)平面之間運(yùn)轉(zhuǎn)平面之間第一個(gè)載荷平面與制動(dòng)盤之間制動(dòng)盤與第二個(gè)載荷平面之間載荷平面與運(yùn)轉(zhuǎn)平面之間運(yùn)轉(zhuǎn)平面之間（1） 系數(shù)0.3通過試驗(yàn)獲得，以便于允許工作載荷與每個(gè)車輪的兩制動(dòng)片之間可能存在的差異。（2） 對(duì)于制動(dòng)片：制動(dòng)片為鑄鐵時(shí)，T = 0.1；除鑄鐵制動(dòng)片以外，其余所有低系數(shù)的制動(dòng)片，T= 0.17；除鑄鐵制動(dòng)片以外，其余所有高系數(shù)的制動(dòng)片，T= 0.25制動(dòng)襯：T = 0.35（3） 該值通過試驗(yàn)獲得，相應(yīng)于兩個(gè)車輪之間的制動(dòng)差異，兩輪圓周方向載荷偏差為0.3×P。它含有第5條中定義的扭轉(zhuǎn)力矩。（4） P是指在相關(guān)制動(dòng)方式下制動(dòng)的零件P。（5） 在大多數(shù)情況下，制動(dòng)襯在輪組的對(duì)稱水平面上，不存在分量Mz。（6） 通常，轉(zhuǎn)動(dòng)平面之間的扭轉(zhuǎn)力矩等于0.3PR。它包括制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩和在第5條中定義的扭轉(zhuǎn)力矩。附錄2MR公式的推導(dǎo)在直徑為d的實(shí)心圓柱體外表面的某一點(diǎn)上（對(duì)空心圓柱體的類似推導(dǎo)），分量MX、MY和MZ產(chǎn)生： 一個(gè)法向應(yīng)力 一個(gè)切向應(yīng)力這將產(chǎn)生兩個(gè)主應(yīng)力和，分別等于：由于垂直應(yīng)力的絕對(duì)值要遠(yuǎn)大于（1020倍）切向應(yīng)力，所以采用較大的莫爾圓直徑（此種情況下為 - ）來校驗(yàn)所選定的直徑d。所以，合成力矩可表示為：附錄3倒角處的應(yīng)力集中系數(shù)K，是D/d和t/d的函數(shù)（對(duì)于AIN鋼）附錄4槽底處的應(yīng)力集中系數(shù)K，是D/d和t/d的函數(shù)（對(duì)于AIN鋼）類型 附錄 5輪圖紙編號(hào) 軸圖紙編號(hào) 用途 材料 輪組的質(zhì)量（kg） 輪軸 車輪 傳動(dòng)軸聯(lián)軸器 制動(dòng)盤 各種 總計(jì)（m2）= 輪軸設(shè)計(jì)計(jì)算書樣例橫截面每個(gè)輪組上的質(zhì)量：m1+m2(kg) 尺寸（mm）b+ s= R= H1= 作用力（N）P1P2Y1Y2 Yi(mm)Fi(N)零件比值橫截面制動(dòng)類型制動(dòng)片制動(dòng)盤（1） d2 = 新設(shè)計(jì)輪軸的軸座直徑d2u = 磨損極限軸座直徑d = 軸身直徑（2） 對(duì)于空心軸：在外表面上：在孔內(nèi)：應(yīng)用自1994年7月1日起。國際鐵路聯(lián)盟中所有鐵路成員。參考文獻(xiàn)：下列標(biāo)題中的問題均已處理完畢： 問題45/B/FIC 第28.3條 新手冊(cè)515-3批準(zhǔn)?！拌F路車輛 轉(zhuǎn)向架 行走裝置 輪軸設(shè)計(jì)計(jì)算方法”。（牽引與機(jī)車車輛委員會(huì)：巴黎，1994年5月）。