学生姓名：李晓玉
班 级：车辆2018-02班
指导教师：丁军君
毕设题目：齿轨转向架总体方案设计及动力学分析
一、概况
1.选题意义
山地旅游景区通常地处崇山峻岭中, 山脉相连, 高低起伏, 坡大沟深, 山崖陡峭。长距离蜿蜒起伏的盘山公路易发生事故, 且恶劣天气条件下运输安全难以得到保障。正因如此，在山地旅游景区的开发中，提高交通效能与游客观光体验成为一个重要的问题。
山地齿轨铁路是一种特殊铁路，与普通铁路相比，齿轨铁路在轨道中间铺设有一条特殊的齿条，相应地运行于齿轨铁路上的机车或动车转向架配备有一或多个齿轮与轨道间的特殊齿条紧密啮合在一起。齿轨车辆在运行时，可分为粘着工况与齿轨工况两种情况。
齿轨铁路在我国起步较晚，目前尚无真正意义的用于观光旅游的齿轨铁路。但齿轨铁路的建设已经被提上日程。因此，设计齿轨转向架并对齿轨车辆进行动力学分析，测定其各项参数以保证其安全运行，具有较大的实际工程意义。
2.任务分解
(1)查找相关文献，了解齿轨铁路系统的特点，明确项目研究背景与意义。了解齿轨车辆及其动力学分析国内外发展与研究概况。查找有关英文文献，完成外文文献的翻译。
(2)依据DB51/T2542-2018《山地（齿轨）轨道交通技术规范》,结合铁路行业各种有关标准，对齿轨转向架的各个零部件形式进行多模式比选，完成齿轨车辆转向架的总体方案设计（不含动力装置）并完成三维建模，按照工程标准绘制三维与二维图纸若干；
(3) 根据转向架纵向力、横向力和垂向力的传递过程，结合齿轨转向架设计方案，得出有关尺寸的关键参数，依据GB/T5599-2019《机车车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》，分别完成在粘着工况下齿轨车辆过直线和过曲线时各项动力学性能指标的分析评定。
(4)分析该转向架在长大坡道的受力情况，分析齿轨列车在齿轨工况下的动力学性能，并进行仿真，重点在于齿轨车辆是否存在齿轨啮合时性能的比较。
(5)撰写设计说明书与准备毕设答辩。
二、已完成的工作
1. 查阅有关资料，对齿轨铁路系统的特点和适用范围进行了简要的分析，了解了齿轨系统的种类以及各国齿轨铁路的发展状况。，完成绪论的撰写与外文文献的查找和翻译。
2. 完成了齿轨转向架方案（不含动力装置）的设计，确定了轮对、轴箱、一系悬挂装置、构架、二系悬挂装置与基础制动装置的方案，完成了齿轨转向架各部分零部件的三维建模与总体装配。
3. 完成了齿轨转向架动力学模型的建立。根据齿轨转向架设计方案，得出有关尺寸的关键参数。根据齿轨转向架力的传递过程，绘制力学模型拓扑图，建立齿轨转向架的动力学模型。
4.完成了齿轨转向架的常规动力学分析。在已经建立的齿轨转向架动力学模型的基础上验证齿轨转向架在过直线与过曲线的动力学性能。依据GB/T5599-2019《机车车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》完成各项动力学性能指标的分析评定。
5. 完成了齿轨转向架齿轨状态动力学模型工况的搭建，以便下一步齿轨车辆在长大坡道、齿轮-齿轨啮合状态的动力学分析。
三、下一步计划
1.分析该转向架在长大坡道、齿轮-齿轨啮合状态下齿轮与齿轨的受力情况与车辆动力学参数。
2.针对最终分析转向架测试参数，依据GB/T 5599-2019《机车车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》完成各项动力学性能指标的分析评定。
3.对比长达坡道上齿轨状态与粘着状态下车辆动力学性能参数，评判齿轨转向架的优缺点。
4.完成后续设计说明书的撰写。
问题一：齿轨转向架相比于传统铁路转向架，有什么特点？
回答：齿轨转向架轴距较大，轨距较小。由于其内部需要布置牵引齿轮、套筒、带式制动装置，因此在设计过程中，需要保证转向架结构紧凑，为内部零部件预留足够的空间。此外，相较于传统铁路转向架，齿轨转向架由于牵引齿轮的存在，爬坡能力较强。
问题二：下阶段的进度安排是什么？
回答：目前以及搭建了齿轮-齿轨啮合的动力学模型，下一阶段主要工作集中于车辆运行时，对齿轮、齿轨的受力分析以及对车辆动力学性能的分析。通过比较齿轨状态与非齿轨状态，得到齿轨转向架的优缺点。
因为我的研究生方向继续与动力学相关，所以毕业设计的过程，不仅是对大学四年所学知识的巩固和提高，更是对未来的研究生阶段的助力。在毕业设计推进过程中，我对轨道车辆的重要组成部分——转向架有了更明确的认识。此外，我还熟悉并掌握了动力学仿真软件SIMPACK，从懵懵懂懂到精通使用，从基础建模到仿真模拟，我提高了自主学习能力，增强了克服困难的自信心。
毕业设计进展过半，最要感谢的就是毕设导师丁军君老师。丁老师每周都会投入4到5个小时指导本科生的毕业设计。每次向他提出问题时，丁老师都会耐心又直击要害指出问题所在。从转向架零部件方案比选、工程图绘制、动力学分析过程、PPT制作再到论文的撰写，丁老师都非常细致地给予我指导。毕设的每一个细节中，丁老师都在孜孜不倦地指导我，时刻关注我的进度。此外，同组的同学们也经常讨论毕设中遇到的共性的问题，解答彼此的疑惑。因此，十分感谢丁老师和共同进步地同学们。
