ICS45.060.01 TB S 30 中华人民共和国铁道行业标准 TB/T2395-2018 代替TB/T2395—2008 机车车辆动力车轴设计方法 Design method for powered axles of locomotive and rolling stock 2019-02-01实施 2018-07-10发布 国家铁路局 发布 TB/T2395—2018 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 3 符号 4 概述 5 需要考虑的力和力矩 6 车轴各部分几何特性的确定 7 许用应力 附录A（资料性附录） 车轴计算模板· 附录B（资料性附录） 摆式车辆载荷系数计算方法 附录C(资料性附录） 设计米轨或接近米轨的窄轨轮对考虑的力 ..... 附录D（规范性附录） 新钢种全尺寸疲劳极限的确定方法 21 参考文献 26 TB/T 23952018 前育 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替TB/T2395一2008《铁道机车车辆动力车轴设计方法》。 与TB/T2395一2008相比，除编辑性修改外，本标准主要技术变化如下： 删除了M，的计算条件（见2008年版的5.3注2）； 一增加了如轮座直径与轴身直径之比不符合本标准推荐时，轮座的疲劳极限值取值建议 (见6.3.5); 一修改了车轮轮毂与车轴轮座配合处的突悬量规定（见图8，2008年版的图8）； 一修改了许用应力的规定（见7.2、7.3,2008年版的7.2、7.3）； 修改了车轴用钢种（见7.2、7.3,2008年版的7.2、7.3）； 修改了车轴计算模板（见附录A，2008年版的附录A）； 修改了摆式车辆载荷系数计算方法（见附录B，2008年版的附录B）； 增加了设计米轨或接近米轨的窄轨轮对考虑的力（见附录C）； 一增加了新钢种全尺寸疲劳极限的确定方法（见附录D）。 本标准由中车青岛四方车辆研究所有限公司归口。 本标准起草单位：中车株洲电力机车有限公司、中国铁道科学研究院集团有限公司研发中心、中车 青岛四方机车车辆股份有限公司、中车青岛四方车辆研究所有限公司、中车威墅堰机车有限公司、中车 大连机车车辆有限公司。 本标准主要起草人：陈国胜、罗彦云、姚建伟、张振先、刁克军、冯绍艳、高震天。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为：TB/T2395—1993、TB/T2395—2008。 ⅡI TB/T2395-2018 机车车辆动力车轴设计方法 1范围 本标准规定了机车车辆动力车轴的以下内容： a）设计应考虑到的基于质量、牵引工况、制动工况的力和力矩。 外轴颈车轴应力计算方法。 b) c）TB/T1027.2中JZ6钢在计算中采用的许用应力。 d）对其他等级的钢种，确定获得许用应力的方法。 e）确定车轴各截面的直径，为确保使用性能首选的形状和过渡形式。 本标准适用于： a) 铁路机车车辆的实心和空心动力车轴。 b) 动力转向架实心和空心非动力车轴。 c） 机车实心和空心非动力车轴。 （P TB/T1027.2中车轴。 e）各种轨距"。 本标准适用于正常条件下运行的铁路机车车辆上车轴的设计。使用本标准前，如果对铁路运营条 件是否正常存在疑问，应确定是否需要给最大许用应力添加补充设计因素。对于特殊用途（如捣固车、 清筛机、配诈整形车等工程机械）的轮对，对于独立运行和列车编组运行的工况可根据本标准进行计 算，而其他作业工况的情况，应另行计算。 轻轨车辆和有轨电车可参照使用，也可使用经用户和供货商协商同意的其他标准或文件。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 TB/T1027.2机车车轴第2部分：车轴 ISO/IEC17025检测和校准实验室能力的一般要求（Generalrequitementsforthecompetenceof testing and calibration laboratories) 3符号 本标准采用的符号见表1。 表1符号 序 符 号 单 位 说明 1 m; kg 每轮对轴颈上的质量（包括轴承和轴箱的质量） kg 2 m2 轮对质和车轮两凌动圆之间在轮对上的质量（制动盘等） 3 m,+m2 kg 轮对作用于钢轨上的质量 1）对非标准轨距，一些公式需要修改。 TB/T2395—2018 表1符号(续） 序 号 符 号 单 位 说 明 4 g m/s? 重力加速度 5 p N 2 P。 9 N 7 P, N 增载侧轴颈上的垂向力 88 P2 N 减载侧轴颈上的垂向力 9 P' N 机械制动系统制动力的--部分 10 Y N 增载侧垂直于钢轨的轮轨水平力 11 Y2 减载侧垂直于钢轨的轮较水平力 12 H N 平衡Y,和Y,的力 13 Q1 Z 增载侧车轮垂向反力 14 Q2 N 减载侧车轮垂向反力 F. N 15 安装在两车轮之间的簧下零部件（制动盘、齿轮等）的质量施加的力 16 Z 一个车轮同一闸瓦托上闸瓦或一个制动盘上闸片的最大压力 17 M, N · mm 运行中质量引起的弯矩 18 M'M' N·mm 制动引起的弯矩 19 M, N · mm 制动引起的扭矩 M'M" 20 牵引引起的弯矩 21 M, ww·N 牵引引起的扭矩 22 MX,MZ N · mm 弯矩之和 23 MY u·N 扭矩之和 24 MR ·N 合成力矩 25 26 mm 两轴领上垂向力作用点间距 26 2s mm 两车轮滚动圆间距 27 hi 轮对承载质蛋的重心到车轴中心线的高度 mm 28 力F,到一个车轮滚动圆间的距离 mn 29 从力P，的作用截面到任一计算截面间的距离 mm 30 r 车轮踏面与闸瓦间或制动盘与阐片间平均摩擦系数 一 31 9 MPa 一个截面的计算应力 32 K - 疲劳应力集中系数 R mm 车轮滚动圆名义半径 34 R mm 制动半径 35 P mm 车轴某截面的直径 36 d' mm 空心车轴内孔直径 37 D mm 用于确定K值的直径 38 mm 用于确定K值的过渡圆弧或沟槽半径 2 TB/T 2395--2018 表1符号(续) 序 符 号 单 位 说 明 39 s 安全系数 40 G 重心 41 Ra MPa 光滑试样旋转弯曲1×10°次的疲劳极限 42. Re MPa 缺口试样旋转弯曲1×10°次的疲劳极限 43 m/g? 未平衡的横向加速度 44 f 侧向力系数 一 4概述 4.1车轴设计的主要步骤如下： a) 确定车轴受力，计算车轴各截面的力矩。 b) 选定车轴轴身和轴颈的直径，在这些直径的基础上计算其他截面的直径。 用以下方式验证选定的结果： 1）对每个截面计算应力。 2）计算应力与许用应力比较。 4.2许用应力主要由以下因素确定： a） 钢种。 b）车轴是实心还是空心。 c）驱动扭矩的传递方式。 车轴计算模板参见附录A。 5需要考虑的力和力矩 5.1力的类型 应考虑三种类型的力： a）运动中的质量引起的力。 b）制动力。 c）牵引力。 5.2运动中质量的作用 运动中质量产生的力穿过轴中心线集中作用在垂向对称面《y、z)上，产生的力矩如图1所示。 M 图1 运动中质量产生的力矩示意图 3