列车专用锥形橡胶弹簧参数化设计与造型系统

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要铁路车辆必须设有缓和衰减机械振动的弹簧悬挂装置，以减少列车运行产生有害车辆的振动。弹簧悬挂装置对车辆运行是否平稳舒适，能否顺利通过曲线并保证车辆安全运行起着重要作用，尤其在当前铁路运输重载提速的情况下，弹簧悬挂装置的作用更为重要。铁路车辆用弹簧的种类很多，目前国内最常用钢弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。橡胶弹簧具有单位容积量较大，比重小的优点，并且能消除高频振动，改善振动性能。由于其刚度可变，用在轴箱弹簧悬挂装置上，就可得到纵、横向不同的定位刚度。橡胶弹簧不但具有非线性的工作特性，可以改进运行性能，不需另设摩擦式减振器，而且橡胶弹簧制

2、造成本低，维修保养费用少，节省了大量金属弹簧，经济效果显著，因此橡胶弹簧在铁路机车车辆上的运用潜力巨大。但是目前对于铁路车辆专用橡胶弹簧的设计，在国内还不够成熟，采用手工设计与验算显得十分繁琐，计算量大，因此开发铁路车辆专用“锥形橡胶弹簧”的三维参数化CAD系统，对于合理设计其结构尺寸，选择适宜的结构参数，提高设计效率和设计质量，具有重要的现实意义。本论文叙述了基于solidworks软件平台所开发的铁路车辆专用锥形橡胶弹簧CAD系统的主要设计思想和设计流程，并给出一些源代码和应用实例。。该CAD系统具备以下主要功能：l、根据锥形橡胶弹簧的外在受力情况和设计约束，在V

3、jsualBasic环境下编制程序，实现锥形橡胶弹簧的结构尺寸设计。2、根据上述计算所得的锥形橡胶弹簧结构尺寸参数，绘出弹簧的三维参数化实体模型，以直观地反映设计结果，为评价和分析设计提供便利。3、调用相应的MA孔AB数学函数库和图形库，对设计的橡胶弹簧进行振动分析，绘制弹簧加载后系统的阶跃响应曲线、脉冲响应曲线、增益一频率响应曲线和相角一频率响应曲线，根据曲线来分析橡胶弹簧系统的各项性能。关键词：铁路车辆锥形橡胶弹簧参数设计三维造型振动分析西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractComplexmechanicalvibrationwillbegener

4、atingwhenr01ling—Stockisrunningontherailway．Tocontrolthevibration，therolling—stockmusthavespringsuspensiondeviceto1imitthemechanicalyibrationandinsuretherolling—stockrunningsafetyandimproVethetraVelcomfortespeciallyinhighspeedandheavyloadtransportationcase．Therearemanykindsofspringsucha

5、smetalspring，airspringandrubberspringhavebeenusedinspringsuspensiondeVices，Rubberspringhasbiggerv01umeperunitthanmetalspring，andrubberspringcanreⅢovehighfrequencyvibrationtoimprovethecapabilitiesofvibration．Becauserubberspringhasthecharacteristicofnon～linearitvstiffnessanddifferentverti

6、calandhorizontalstiffnesscouldbeobtainedifrubberspringisusedinthesuspensiondevice，Soitispossiblethatrubberspringwillbeusedmoreandmoreforrailwayvehiclesinthefuture．ButthedesignofrubberspringforraihmyvehiclesisnotenoughmatureinChina．Anditistouchandhardjobtodesigntheconicalrubberspringbyma

7、nual．SoitisurgentnecessarytodevelopasDecialCADsoftware．Inthispaper，basedonSolidWorkssoftwareplatform，thedesignthoughtandflowchartofspecialrai1wayconicalrubberspringsuspensionCADsoftwarehasbeendeeplydescribedandsomeresourcecodesandinstanceshavebeeninserted．TheCADsoftwarehavefunc