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為檢查軌道沿線狀況，專門設計制造一種軌道巡檢車，它為檢查軌道沿線狀況提供作業(yè)平臺，同時為維修運輸提供牽引功能。巡檢車車輪包括走行輪和導向輪兩種，走行輪位于導軌正上方，承受車輛垂直方向的載荷，并通過與導軌的接觸產(chǎn)生牽引力和制動力。導向輪通過導向系統(tǒng)與車體連接，并從側(cè)面以一定的預緊力緊貼導軌。導向輪和行走輪均為橡膠輪，與鋼輪相比，采用橡膠輪的巡檢車具有輪軌粘著系數(shù)大、曲線通過半徑小、輪軌噪聲低的優(yōu)點。
導向架作為車體和導向輪的聯(lián)接件，在行駛過程中起著保證巡檢車按照既定軌道行駛的關鍵作用，其強度與疲勞壽命顯得尤其重要。從某種程度講，車輛系統(tǒng)的運行安全性由導向架的強度來保障。本研究采用有限元軟件和動力學軟件結(jié)合的方式，既進行導向架的結(jié)構(gòu)靜強度分析，又考慮動態(tài)載荷，從而保證導向系統(tǒng)的強度設計一次滿足要求。
巡檢車共有8個走行輪和8個導向輪，采用8X4驅(qū)動、8輪導向的布置型式。走行輪胎承受著車輛的垂向載荷并傳遞牽引力和制動力給軌道。導向輪胎位于巡檢車的側(cè)面，通過對導向伸縮彈簧施加預緊力迫使導向輪緊貼導軌，保證車輛沿著軌道正確行駛。二分之一車輛平面機構(gòu)組成原理如圖所示。
由于軌道路面平坦，垂向振動較小，巡檢車未設懸掛系統(tǒng);同時也無轉(zhuǎn)向機構(gòu)，而采用導向系統(tǒng)使其能在彎道上行駛。導向架是聯(lián)接導向輪和車體的關鍵部件，其結(jié)構(gòu)為一弧形板加肋板型式，與車體螺栓聯(lián)接，與導向輪部件通過變剛度伸縮彈簧聯(lián)接。導向架的實體模型見圖所示。
巡檢車主要參數(shù)，軌道寬2800 mm、走行輪輪距2200 mm、導向輪橫向間距3200mm、走行輪胎外徑770 mm、導向輪胎外徑400 mm、車體質(zhì)量6600 kg、導向彈簧預緊力5000 N。
采用多體動力學分析軟件(ADAMS)對巡檢車進行動力學分析時，首先需要建立車輛的動力學模型。整車模型包括8個驅(qū)動輪、8個導向輪、導向機構(gòu)、車身等，其中含9個構(gòu)件、4個轉(zhuǎn)動副、4個移動副、8個旋轉(zhuǎn)運動。模型包含車身的6個自由度，均衡梁的轉(zhuǎn)動自由度(共4個)，均衡梁沿導槽的滑動自由度(共4個)，導向輪的滾動自由度(共8個)，總共22個自由度。ADAMS提供5種輪胎模型，本研究選用UA輪胎模型，該模型對全工況滑移有較好的仿真精度。
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