本發(fā)明涉及一種車輪，尤其涉及用于鐵道車輛的車輪。

背景技術(shù)：

鐵路車輛的車輪是鐵路車輛中的關(guān)鍵部件，其外形與車輛的動力學(xué)性能密切相關(guān)，影響列車的運(yùn)行安全性，輪軌系統(tǒng)的磨耗等。長期以來，沿用傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法得到的車輪，其外形，尤其是輪緣外側(cè)和踏面外形無法與軌道精確匹配，車輪的動力學(xué)性能和接觸疲勞性能較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的用于鐵道車輛的車輪，其外形無法與軌道精確匹配，車輪的動力學(xué)性能和接觸疲勞性能較差等缺陷，提供一種用于鐵道車輛的車輪，該車輪的外形，特別是輪緣外側(cè)和踏面的外形可與軌道精確匹配，使車輪具有較好的動力學(xué)性能和接觸疲勞性能。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

一種用于鐵道車輛的車輪，包括依次連接的輪緣、輪緣根部、踏面和踏面外側(cè)，其特點(diǎn)在于，所述踏面包括首尾依次連接的第一踏面圓弧段、踏面直線段和第二踏面圓弧段；

所述第一踏面圓弧段的一端與所述輪緣根部相連，所述第二踏面圓弧段的一端與所述踏面外側(cè)相連，且所述第一踏面圓弧段、踏面直線段和第二踏面圓弧段均與軌道的外形相匹配。

較佳地，所述第一踏面圓弧段的半徑為538.31mm；

所述第二踏面圓弧段的半徑為91.07mm；

所述踏面直線段為一水平直線，且所述踏面直線段的長度為9.6mm。

較佳地，所述輪緣根部包括首尾依次連接的第一根部圓弧段和第二根部圓弧段，所述第一根部圓弧段的一端與所述輪緣相連，所述第二根部圓弧段的一端與所述第一踏面圓弧段的一端相連，且所述第一根部圓弧段和第二根部圓弧段均與軌道的外形相匹配。

較佳地，所述第一根部圓弧段的半徑為17.19mm，且所述第二根部圓弧段的半徑為142.98mm。

較佳地，所述輪緣包括首尾依次連接的輪緣直線段、第一輪緣圓弧段、第二輪緣圓弧段和第三輪緣圓弧段，且所述第三輪緣圓弧段與所述第一根部圓弧段的另一端相連。

較佳地，所述第一輪緣圓弧段的半徑為24mm；

所述第二輪緣圓弧段的半徑為12mm；

所述第三輪緣圓弧段的半徑為18mm。

較佳地，所述踏面外側(cè)包括相互連接的第一外側(cè)直線段和第二外側(cè)直線段，且所述第一外側(cè)直線段的一端與所述第二踏面圓弧段的一端相連。

較佳地，所述第一外側(cè)直線段的水平長度為29.76mm，且所述第一外側(cè)直線段的水平長度與豎直長度的比值為16：1；

所述第二外側(cè)直線段的水平長度為5mm、豎直長度為5mm。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：

所述輪緣根部和踏面的形狀可實(shí)現(xiàn)與軌道的外形的精確匹配，當(dāng)車輪的橫向位移較小時(shí)，車輪的輪徑差較小，可使車輪在直線軌道上保持較高的穩(wěn)定性，當(dāng)車輪的橫向位移較大時(shí)，車輪的輪徑差較大，以改善通過曲線軌道時(shí)的力學(xué)性能，減少磨耗，且使車輪具有較好的接觸疲勞性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的較佳實(shí)施例的用于鐵道車輛的車輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

輪緣：1

輪緣根部：2

踏面：3

踏面外側(cè)：4

第一輪緣圓弧段的半徑：R1

第二輪緣圓弧段的半徑：R2

第三輪緣圓弧段的半徑：R3

第一根部圓弧段的半徑：R4

第二根部圓弧段的半徑：R5

第一踏面圓弧段的半徑：R6

第二踏面圓弧段的半徑：R7

踏面直線段的長度：L1

第一外側(cè)直線段的水平長度：L2

第一外側(cè)直線段的豎直長度：L3

第二外側(cè)直線段的水平長度：L4

第二外側(cè)直線段的豎直長度：L5

具體實(shí)施方式

下面舉個較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來更清楚完整地說明本發(fā)明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

一種用于鐵道車輛的車輪，包括依次連接的輪緣、輪緣根部、踏面和踏面外側(cè)。

其中，輪緣根部和踏面的形狀可實(shí)現(xiàn)與軌道的外形的精確匹配，并且，假定踏面與軌道為單點(diǎn)接觸，且以車輪相對于軌道無橫向偏移量時(shí)的接觸點(diǎn)作為x-y二維坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)O時(shí)，輪緣、輪緣根部、踏面和踏面外側(cè)在x-y二維平面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值如下表1所示。

表1坐標(biāo)值

考慮到加工工藝及加工設(shè)備等現(xiàn)實(shí)因素，在表1所示的坐標(biāo)值的基礎(chǔ)上，對由坐標(biāo)值形成的車輪曲線進(jìn)行擬合，以使得擬合后的車輪外形更適于加工制造。

擬合設(shè)計(jì)后的車輪如圖1所示，包括依次連接的輪緣1、輪緣根部2、踏面3和踏面外側(cè)4。

踏面3包括首尾依次連接的第一踏面圓弧段、踏面直線段和第二踏面圓弧段。第一踏面圓弧段的一端與輪緣根部相連，第二踏面圓弧段的一端與踏面外側(cè)相連，且第一踏面圓弧段、踏面直線段和第二踏面圓弧段均與軌道的外形相互匹配。

其中，第一踏面圓弧段的半徑R6為538.31mm，第二踏面圓弧段的半徑R7為91.07mm，踏面直線段為一水平直線，且踏面直線段的長度L1為9.6mm。

輪緣根部2包括首尾依次連接的第一根部圓弧段和第二根部圓弧段，且第一根部圓弧段的一端與輪緣相連，第二根部圓弧段的一端與第一踏面圓弧段的一端相連。

其中，第一根部圓弧段的半徑R4為17.19mm，且第二根部圓弧段的半徑R5為142.98mm。

輪緣1包括首尾依次連接的輪緣直線段、第一輪緣圓弧段、第二輪緣圓弧段和第三輪緣圓弧段，且第三輪緣圓弧段與第一根部圓弧段的另一端相連。

其中，第一輪緣圓弧段的半徑R1為24mm，第二輪緣圓弧段的半徑R2為12mm，第三輪緣圓弧段的半徑R3為18mm。

踏面外側(cè)4包括相互連接的第一外側(cè)直線段和第二外側(cè)直線段，且第一外側(cè)直線段的一端與第二踏面圓弧段的一端相連。

其中，第一外側(cè)直線段的水平長度L2為29.76mm，且第一外側(cè)直線段的水平長度L2與豎直長度L3的比值為16：1，第二外側(cè)直線段的水平長度L4為5mm、豎直長度L5為5mm。

上述車輪中的輪緣根部2和踏面3的形狀可實(shí)現(xiàn)與軌道的外形的精確匹配，當(dāng)車輪的橫向位移較小時(shí)，車輪的輪徑差較小，可使車輪在直線軌道上保持較高的穩(wěn)定性，當(dāng)車輪的橫向位移較大時(shí)，車輪的輪徑差較大，以改善通過曲線軌道時(shí)的力學(xué)性能，減少磨耗，使車輪具有較好的接觸疲勞性能。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。