[發(fā)明專利]一種軌道交通抗側(cè)滾扭桿減重方法和結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710304760.5
• 申請(qǐng)日: 2017-05-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107089243B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鵬;霍艷霞;鄒敏佳;高發(fā)雄;劉文松;杜方孟;王亞平;聶清明;湯騰;徐向陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B61F5/24
• 分類號(hào): B61F5/24
• 代理公司: 上海碩力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31251
• 代理人: 王法男

1.一種軌道交通抗側(cè)滾扭桿減重方法，抗側(cè)滾扭桿包括扭桿軸（1）和扭轉(zhuǎn)臂（2），扭轉(zhuǎn)臂（2）連接在扭桿軸（1）的兩端，其特征在于，扭桿軸（1）采用空心結(jié)構(gòu)，且扭桿軸（1）的外徑和內(nèi)徑是根據(jù)所處長(zhǎng)度位置的抗扭剛度大小確定，并在扭桿軸（1）的長(zhǎng)度方向按照外徑為梯形結(jié)構(gòu)形狀分段布置；

其中，扭桿軸（1）的外徑和內(nèi)徑按照下述方法確定：

1）確定扭桿軸（1）中使用的實(shí)心抗側(cè)滾扭桿的扭桿軸（1）的抗扭剛度為M；

2）確定空心扭桿軸（1）外徑尺寸，在滿足實(shí)際裝配尺寸的前提下，先確定空心扭桿軸（1）的外徑尺寸D₁，并使空心扭桿軸（1）的抗扭剛度大于或等于所述的抗扭剛度M；

3）根據(jù)抗扭剛度M確定空心扭桿軸（1）的內(nèi)外徑之比α，從而將空心扭桿軸（1）的內(nèi)外徑之比α確定在一個(gè)范圍內(nèi)；

4）根據(jù)空心扭桿軸（1）的內(nèi)外徑之比α和空心扭桿軸（1）的橫截面積來(lái)確定空心扭桿軸（1）的內(nèi)徑尺寸；從而制造出既滿足抗扭剛度和實(shí)際裝配尺寸，又節(jié)約耗材的空心扭桿軸（1）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軌道交通抗側(cè)滾扭桿減重方法，其特征在于，扭軒軸的抗扭剛度M₁計(jì)算公式為公式（A），其慣性矩I_P為公式（B）：

上式中G為剪切模量，L為扭桿軸（1）的長(zhǎng)度，D為扭桿軸（1）的直徑，α為扭桿軸（1）內(nèi)外徑之比，當(dāng)扭桿軸（1）為實(shí)心扭桿軸（1）時(shí)，則α為0；

因此，根據(jù)公式（A）和公式（B）可推導(dǎo)出在不改變扭軒軸的長(zhǎng)度情況下，空心扭桿軸（1）與實(shí)心扭桿軸（1）的抗扭剛度之比為公式（C）；且由于M_空心是大于或等于M_實(shí)心的，因此，公式（C）中的比值會(huì)大于或等于1：

（C）；

公式（C）中：D₁為空心扭桿軸（1）的外徑，D₂為實(shí)心扭桿軸（1）的外徑，α為空心扭桿軸（1）內(nèi)外徑之比，由公式（C）可推導(dǎo)出：

（D）；

由公式（D）可知：當(dāng)公式（C）中的M_空心等于M_實(shí)心時(shí)，α取最大值；當(dāng)公式（C）中的M_空心與M_實(shí)心的比值越大，α的取值越小。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種軌道交通抗側(cè)滾扭桿減重方法，其特征在于，空心扭桿軸（1）的橫截面積越小則越節(jié)約扭桿耗材，空心扭桿軸（1）的橫截面積為公式（E）：

（E）；

公式（E）中S_截面為空心扭桿軸（1）的橫截面積，r₁為空心扭桿軸（1）的外圓半徑，r₂為空心扭桿軸（1）的內(nèi)圓半徑，t為空心扭桿軸（1）的外圓半徑與內(nèi)圓半徑之比的比值：t=1/α（t>1）；根據(jù)公式（E）可知：t值越小空心扭桿軸（1）的橫截面積越小，而t=1/α，所以：α取值越大，t的值就越小，就越節(jié)約扭桿耗材。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種軌道交通抗側(cè)滾扭桿減重方法，其特征在于，空心扭桿軸（1）內(nèi)外徑之比α的取值范圍是：0.5-0.8。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種軌道交通抗側(cè)滾扭桿減重方法，其特征在于，α為空心扭桿軸（1）內(nèi)外徑之比，α=D₁₀/D₁,其中：D₁₀為空心扭桿軸（1）內(nèi)徑值，D₁為空心扭桿軸（1）外徑值；根據(jù)實(shí)際裝配尺寸確定D₁后，再根據(jù)α的取值范圍，就能確定D₁₀的取值范圍；從而確定空心扭桿軸（1）的內(nèi)徑尺寸。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軌道交通抗側(cè)滾扭桿減重方法，其特征在于，將扭轉(zhuǎn)臂（2）做為被包容件與扭桿軸（1）連接，從而進(jìn)一步縮小扭轉(zhuǎn)臂（2）的尺寸，節(jié)約耗材。