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设计题目是《120km/h米轨空调硬座车总体设计》定员要求不少于60人，车型为25型，限界符合和国家米轨标准

第二章车型的选择

在车辆的设计过程中，车型的选择是非常重要的，只有在车型选择后，车辆的其他设计以及车辆设备的选择才能得以进行，车型的选择是对车辆总体尺寸的一个大概选择，根据以前的车辆来选择以及改进才能保持车辆设计的基本要求，避免盲目设计。

根据上述要求，120km/h米轨空调硬座车总体设计的主要特点主要在于对车辆的速度设计和对车辆内部设备布置的设计。

车辆速度主要由转向架构造速度决定的，所以车辆的选型时需啊哟注意车辆与转向架的配合，现有车辆米轨转向架CW—720型米轨转向架，转向架的构造速度能达到120km/h。

车体选择25G型车。

车体的设计也很重要，需要对车辆的制造材料和机构以及空气动力学性能进行考虑。

车内设备布置需要满足客车的定员，硬座座位不能少于60人，现有25G型定员118人，满足设计要求。

选25G型25G型空调客车最早运用于1992年的的京沪线上，是当时最高档的客车车厢。

1992年4月，长春客车厂新造了140辆25G型车替换13/14次直达特快（上海铁路局担当，上海-北京，即现时之Z13/Z14次）和21/22次直达特快（北京铁路局担当，上海-北京，即现时之Z21/Z22次）原有的22型自供电空调车底。

当时全中国使用新型空调25G型客车的列车只有这两对直达特快。

1994年起，25G型空调客车开始大规模生产并陆续替换原有的非空调列车，当时中国空调客车数量不多，25G型主要供特快列车使用。

生产厂商除长客之外，南京浦镇车辆厂、四方机车车辆厂和唐山机车车辆厂也开始生产25G型客车。

随着中国铁路多次提速，以及更先进的25K型和25T型客车先后出现，120km/h级别的25G型客车至今已成为空调快速和空调普快列车的主要车体，而且数量相当多。

25G型车体钢结构25G型客车车体钢结构为全钢焊接结构，由底架、侧墙、车顶和端墙等四部分焊接而成。

在侧墙、端墙、车顶钢骨架外面，在底架钢骨架的上面分别焊有侧墙板、端墙板、车顶板和纵向波纹地板及平地板，形成薄壁筒形整体承载结构。

下面介绍YZ。

。

G型车体钢结构

25G型客车样板车为基础，按照铁道部2002年下达的《25G型客车技术规范》的要求设计制造。

该车广泛采用新工艺、新设备、新结构、新材料，吸取了经过运用考验的成熟结构，实现了等寿命设计，具有性能可靠、乘坐舒适、便于维修和厂修期长的特点。

2.1现有车辆25G车型的基本参数

最高运营速度：

　120km/h

　　最高试验速度：

　140km/h

　　定员：

　118人

　　在平直线路上重车紧急制动距离初速度120km/h时≤800m初速度140km/h时≤1100m

　　噪音等级　≤68dB（A）

　　平稳性指标　W≤2.5

　　静止状态下车体的平均传热系数（K值）≤1.16W/m.k

　　轴重≤17t

　　车辆动力学性能符合GB5599-85《铁道车辆动力学性能和鉴定试验规范》的要求。

　　车辆主要尺寸车体长度25500mm

　　车辆长度：

　25500mm

　　车体宽度：

　3105mm

　　车辆高度：

4433mm

　　车辆定距：

　8000mm

　　车钩中心线距轨面高度（空车时）880mm

　通过台渡板距轨面高度：

　1333mm

供电制式发电车集中供电：

AC380V交流电

机车直接供电：

DC600V直流电 

制动踏面（轮缘）制动

后期：

盘式制动 

采暖空调+电热

第三章车型的基本尺寸

在车辆的设计过程中，车型选定后，车辆的基本尺寸是要确定的，车辆的基本尺寸可以参照所选车型的原型车，稍加改动就可以。

然后根据120km/h米轨空调硬座车总体设计要求对重要的尺寸和参数进行校核，看所选尺寸是否满足设计要求。

如果不满足要求，就对数据进行一定的修正，然后再进行校核，最后得到满足要求的尺寸和参数，使设计的车辆有很好的依据。

3.1车辆设计的基本尺寸

参照25G型车的尺寸，120km/h米轨空调硬座车的尺寸，以及一些参数如下：

线路最大坡度/20‰

车体长度（mm）25500

车体宽度（mm）2800

车顶距轨面高度（mm）3513

车辆定距（mm）18000

轨距（mm）1000

构造速度（km/h）120

在平直道上的紧急制动距离（m）

制动初速120km/h时≤800

运行平稳性指标W≤2.75

自重（t）44.5

定员（人）96

3.2主要参数的校核

3.2.1车辆定距校核

车辆在曲线上的静偏移量：

有转向架二轴车车辆在曲线上静偏移量的计算规定按图3.1所示进行计算校核：

图1二轴车在曲线上的偏移情况

对于二轴车（如图1）中部偏移量：

…………………….（2-1）

端部偏移量：

……………………………….（2-2）

图2四轴车（有转向架）在曲线上的偏移情况

中部偏移量：

…………………………………（2-3）

端部偏移量

…………………………….,,,.（2-4）

式中

------车体长度

-------车辆定距

--------转向架固定轴距

--------线路曲线半径

为了充分利用限界，希望车辆

令

简化得

将

，代入上式得

符合设计要求。

计算车辆最大静偏移量时取

，

S=2100mm

代入2-3式得：

代入2-4式得：

算出的偏移量基本相等，满足设计要求，因此车辆的定距是能够满足车辆的设计要求的,能够正常运营。

3.3车辆限界

设计车辆时，其外形轮廓尺寸应完全纳入设计技术任务书中所规定的车辆限界之内，这是保证车辆运行安全，避免与线路周围建筑物发生相碰撞的基本要求。

车辆限界是一个和线路中心线垂直的极限横断面轮廓。

车辆无论是空车或重车，无论是具有最大标准公差的新车，或是具有最大标准公差和磨耗限度的旧车，停放在水平直线上，无侧向倾斜和偏移，其任何部分都应容纳在限界轮廓之内，不得超越。

我国得机车车辆限界经过多次修改，目前实施的低于200km/h的米轨机车车辆限界标准为国家标准GB146.1一1983如图（3）

图（3）

利用给定的机车车辆限界可以具体校核车辆的尺寸：

例如新造车须在空载状态下案机车车辆上部限界，即按车限—1A校核其垂直面内的最大尺寸，接在考虑顶部尺寸时应以车钩句柜面高的上偏差为准，即以名义高度加10mm不得超出顶部限界。

在校核车辆下限界时应以车体或转向架处于最低可能位置来考虑，即车辆不仅在名义载重作用下具有静绕度，而且应该按厂，短修规程检修进度表中允许的心盘。

销套。

轮毂的最大磨耗即弹簧。

车体各梁允许的最大永久变形等来校核。

：

第四章平面布置、断面布置

对于120km/h米轨车的室内设计和断面的设计布置需要对车辆空间的把握，然后对车辆空间进行合理的布置利用使车内环境更好，提高车内的舒适性，是车辆更具经济性。

4.1车辆平面布置

该车两端设通过台,一位端设有乘务员室、配电室、茶炉室;

二位端设有两个厕所和2个大洗脸间。

客室中部为开敞式大客室,内设2人座椅共96席。

具体布置见图1。

在二位端的布置上,采用两侧布置的两个厕所和两个洗脸间时,由于受定员的限制,每个洗脸间都较小,只能容纳1人,到了洗漱高峰时,两侧等候的人员容易造成过道堵塞。

本次设计将两个厕所并排设在一位侧,在其对面设一个带有3人洗脸柜的大洗脸室,可同时供3人使用,且由于等候人员在一侧,也不易造成走道的堵塞。

洗脸柜旁设有清洁工具柜,便于乘务人员清扫时使用。

4.2车辆断面布置

车辆的断面布置也是车辆设计非常重要的一部分，车辆内部空间是一定的，要合理的最大的利用车内空间是需要仔细考虑的，使旅客具有最大的舒适性和较好的经济性是我们设计的最大目标。

根据现有的车辆运行情况，这样的车内断面布置是比较合理和经济的，因此，该设计车辆参照该车的断面布置是能满足设计要求的，达到旅客对舒适性的要求和车辆运行的经济性。

第五章车体结构设计

车辆的结构是车体整体框架的构造，是车辆的主要结构，需要一定的强度来满足车辆设计的要求以及车辆运行的状况等，车辆的结构设计要考虑车辆的重量以及速度等，并且设计过程中需要考虑到车辆的经济性能。

5.1车体

车体有底架。

车顶。

侧墙。

端墙组成

（一）底架

底架底架为无中梁底架。

由牵引梁、枕梁、缓冲梁、侧梁（或称下围梁），枕梁间的纵向金属波纹地板及枕外金属平地板等组成.

1．牵引梁

由2根30a型槽钢及牵引梁上下盖板组焊而成。

其上盖板厚8mm、宽490mm，下盖厚10mm、宽490mm。

两槽钢腹板间距为3501TIEn，牵引端部的一段加高至400mm或420mm。

自上心盘中心到缓冲梁间的中梁称为牵引梁；

在牵引梁两槽钢腹板内侧铆接有前后从板座、焊有磨耗板和防跳板。

2．缓冲梁由6mm厚钢板压制成槽形断面“[”，两腹板高180mm，中部腹板高400mm。

在缓冲梁中部开有安装车钩用的缺口，缓冲梁的中央部分与牵引梁端部相互组焊。

3．枕梁由厚81Tim、间距为350l'

ntn的双腹板及厚10rni-n、宽600ITffn的下盖板，厚8mr'

El、宽600turn的上盖板组焊成闭口箱形断面，是一个近似的等强度鱼腹梁。

在与牵引梁交叉处安装有心盘座，在枕梁两端的上旁承安装处焊有旁承加强筋板，枕梁端部还焊有供顶车用的防滑垫板。

4．侧梁侧梁为[。

型槽钢。

在横向，底架的枕梁及全部横梁的端部都与侧梁焊接，金属地板也与侧梁的上翼缘表面搭接；

侧墙的立柱、侧墙板分别焊在侧梁的上翼缘表面和腹板外表面上，侧墙和底架的连结关系如图7-6所示。

5．地板在骨架的上面焊有金属地板。

在缓冲梁和枕梁上盖板间为平地板，板厚2mm；

两枕梁间为纵向波纹金属地板，板厚1．5mm。

6．枕外横梁每端缓冲梁和枕梁间设有2对槽形断面高180rnm、厚4mm，即50mmX180mm×

50mm×

4ITIITI的等断面横梁。

7．横梁在两枕梁间设置有22根槽形断面高150mm、厚4mm的等断面横梁（50minx150mmX50minx4mm槽钢）。

横梁间距均布在lm以内。

波纹地板断面为梯形，地板、横梁及下侧梁的连结如图7—6（b）所示。

（二）侧墙25G型客车车体钢结构的侧墙外表面为平板无压筋，在平整的外墙板内侧焊有垂直立柱和水平纵向梁，形成板梁式平面承载侧墙结构，如图7—8所示。

1．上侧梁（上围梁）上侧梁断面为“Ⅱ”形，其尺寸为45mmX90minx25mmX2．5man，长度为侧墙全长。

2．水平纵向梁共3根，窗上1根，窗下2根，其尺寸为24mm×

22mmX46minX22mmX24mmX2rnl'

n帽形梁。

在侧墙窗口间有1条短的窗间小纵向梁。

3．侧立柱在窗口两侧有31根垂向侧立柱，它们与所有纵梁、上侧梁、下侧梁连结起来，组成侧墙钢骨架，并与侧墙板焊接形成侧墙钢结构。

4．侧墙板侧墙板为厚2．5rD．m的耐候钢（09CuPCrNi—B）。

侧墙板上开有大窗孔，尺寸为宽×

高（1064mmXl014ram），共11个；

小窗孔尺寸为614minxl014mm，共4个。

每侧侧墙端部有2个侧门孔。

车架与底架的结合方式如图5.1

图5.1

一缓冲梁二牵引梁三端梁四枕梁五侧梁六枕外横梁七横梁八纵向加强梁九纵梁十加强版

图5.2

1-侧墙板2-门立柱3窗间纵梁4-窗下立柱5-上侧梁6-立柱7-窗上纵向梁8-窗下纵向梁

（三）车顶

车顶由上边梁、车顶弯梁、车顶纵向梁、空调机组安装座平台、水箱盖等组成钢骨架。

在骨架的外面焊有车顶板，共同组成车顶钢结构，如图7-9所示。

1．上边梁沿车顶两侧全长，断面为“么”形，其尺寸为45mm×

72minx2．5mm的压型件。

上边梁与[m槽钢制成的顶端横梁组成车顶下部框架。

2．车顶一、二位端各有一个空调机组安装座平台钢结构，作为安装空调机组的基础。

3．二位端有一个水箱盖组成。

4．车顶弯梁车顶的中间焊有30根帽形断面车顶弯梁，其尺寸为26m瑚×

70mm×

46mm×

26am×

2mm。

车顶端部的弯梁断面为双折角形，其尺寸为30mm×

55mm×

62．5mm×

45minx2mm。

‘5．车顶纵向梁在车顶的横断面上，除2根车顶上边梁外，还有5根车顶纵向梁，其断面为乙形压型件，尺寸为30mm×

60mmX20mm×

6．车顶板由侧顶板和中顶板两部分组成。

（1）侧顶板是冷轧型钢，将雨檐与小圆弧（R458ram）板及纵向梁合为一体成型。

（2）中顶板为大圆弧（R2300mm）。

（3）车顶板厚度均为2mm。

7．平顶部分车顶一、二位端平顶部分结构是安装单元式空调机组的支撑结构。

车顶两端各有1根顶端横梁，为180minx70mmX9mm槽钢。

见图3

（四）端墙

客车车体钢结构的外端，通常称外端墙。

以一位端为例说明，一位外端墙钢结构如图7—10所示。

1．2根槽钢[：

n制成的折棚立柱。

2．2根压成双折角形断面，尺寸为59．5minx65．5mmX50．5mmX61．5minx2mm的角柱。

3．2根位于端门两侧的压成乙形断面，尺寸为40mmX70mmX35mmX2．5mm的门边立柱。

4．位于端门立柱和角柱之间的乙形立柱。

5．上述所有立柱的上端与车顶的顶端横梁相焊接，下端焊在底架缓冲梁的上翼缘上。

在角柱与门边立柱之间焊有2根角形断面水平横梁，门上横梁是乙形断面。

6．在骨架的外表面焊有2mm厚的墙板。

7．此外，还有与端墙成垂直的门板、门上板、踏板等与风挡连接，形成由一节车向相邻车通过的安全通道。

8．在外端墙板内外面还焊装一些如电线槽、角铁、电力连接器座、连接器座、风挡缓冲杆座、扶手等附件。

车体端部上方装有2只固定座，座孔内装有2只卸扣，套有2只拉伸弹簧。

每只弹簧里吊着1根上拉杆，上下拉杆之间有索具螺旋扣，索具螺旋扣有左、右旋螺纹用以调节长度，下拉杆套在连接架下方装有衬套的拉杆座上，用以吊起和支承折棚和连接架的重量

图3

1-侧板2-中顶板3-纵梁4-车顶弯梁5-水箱盖6-防寒材7-顶端横梁8-平顶结构

（五）脚蹬翻板装置

脚蹬翻板装置如图7—11所示，由翻板组成、框组成、轴组成、轴座组成、拉簧安装、翻板固定器安装、脚蹬组成及面板等构成。

脚蹬翻板装置的作用是当列车运行时，通过翻板固定器和车侧门使翻板处于水平位置，使通过台形成封闭空间。

当旅客在停站上下车时，翻板在拉簧的作用下，可以自动绕着转轴向内端墙侧翻转至垂直位置，旅客可以通过脚蹬踏板上下车。

该脚蹬翻板装置既适用于低站台，也适用于高站台。

5.2补充

5.2.1车体刚结构

1本车型车体钢结构本车型客车车体钢结构为全钢焊接结构，由底架、侧墙、车顶和端墙等四部分焊接而成。

车体采用无中梁薄壁筒形整体承载结构。

外墙板为平板。

厚度不超过6mm的钢板和压型件采用耐候钢。

枕梁以内的地板采用厚为116mm的波纹钢板,枕梁以外地板及空调平顶板采用厚为2mm的不锈钢板,以增强防腐能力。

在枕内枕梁下盖板与侧梁下翼缘连接处设有圆弧型补板,枕内侧梁设有补强立板。

侧墙板厚为215mm,顶板厚为2mm。

侧立柱和车顶弯梁均采用　形梁,车顶侧梁和侧顶板采用成型钢材,减轻了自重。

通过强度试验证明,该车强度和刚度等均符合要求。

车体两端组装了耐磨、低噪声风挡、15号高强度车钩和G1型大容量缓冲器。

25G现有车的空调平顶结构,都是将空调车顶组成后,再把空调机座组焊在平顶上。

焊缝过多,且由于平顶骨架和机座多为厚钢板压型件,而顶板厚度又很薄,易造成焊接变形和顶板焊穿而使平顶漏雨。

本次设计,将空调机座伸至平顶以下并与骨架组成整体承载结构,平顶板在机座两侧分块并与机座立板焊接,减少了焊缝，解决了焊接变形和漏雨问题（见图2）

5.2.2　车体内部结构

车体内部采用少木结构。

地板为厚20mm胶板,上铺3mm阻燃地板布。

为了减少振动,地板梁与钢结构接触面铺有隔声减振垫。

侧墙、间壁板采用双面贴塑胶合板,客室侧顶板采用阻燃玻璃钢,中顶板为厚115mm喷塑冲孔铝板,同时兼作空调出风口。

全车压条均为嵌条式铝合金压条,无明螺钉。

内部非金属材料都采用阻燃材料或进行阻燃处理,以提高防火安全性。

隔热材采用带铝箔的玻璃棉板,并采用塑料薄膜包装。

设计中尽量减少热桥,对钢结构与内装之间的连接件均进行了隔热处理,以确保防寒性能。

5.2.3　车内设备

该车两端风挡处装有双向摆门。

摆门可以自动复位或常开,方便旅客通行。

内端门采用手动拉门,侧门为钢制折页门,内部门均为胶合板门。

全车车窗采用单元式铝合金中空玻璃组合式车窗。

客室内设有3人和2人单、双面座椅。

座椅内部采用钢制骨架,外装聚氨酯高回弹泡沫座椅和靠背安装简便,互换性强。

支架与地板连接处包有玻璃钢脚罩,既美观又便于清扫。

采用组合式铝合金横格栅式行李架。

分为支架、前后边梁和格栅条几大部分。

支架采用压铸铝整体成形,承载能力强,外观精美。

前后铝合金边梁内设钢带,以增加强度和刚度。

高强度PVC格栅条通过前后边梁与支架相连,连接方式以插接为主。

在车下组成后,再与侧墙立柱上的连接铁固定。

行李架装饰板与窗帘盒形成一体。

整个结构造形新颖,豪华实用（见图5）。

第六章车辆部件选型与设计

车辆部件的选择与设计主要包括转向架的选择。

车够与缓存装置选择。

制动选择和制动距离校核几个重要的部分，这几个部件的选择都需要根据车辆的设计要求来进行选择。

6.1转向架的选择

根据120km/h米轨转向架和线路要求，采用TKZ3型转向架

TKZ3型转向架主要参数

构造速度120km/h

固定轴距2100mm

车轮型式及踏面直径（mm）

带箍车轮、直径851mm

车轴型号AAR.C轴

轴承型号RCT

轴箱定位方式拉杆式弹性定位

轴重不小于12t

自重下,下心盘面距轨面高度730mm

自重下,旁承距轨面高度830mm

两旁承中心间距2010mm

弹簧型式一、二系均为圆弹簧

减振型式油压减振器

牵引方式纵向牵引拉杆

摇枕横向缓冲装置橡胶缓冲档

载重下，弹簧总静扰度（mm）137

摇枕弹簧横向间距2100

轴箱弹簧纵向间距1575

基础制动装置双侧踏面制动

每台转向架制动倍率4

转向架自重约5

轨距1000

通过最小曲线半径

正线运行145

缓行调车100

TKZ3型米轨客车转向架如图6.1所示

图6.1

二各部位结构与组成特点

1.构架

构架是由两根侧梁、两根端梁、两根横梁及四根纵向辅助梁组成的封闭行结构。

采用精度较高的专用的组焊胎具进行组装焊接。

并且焊有上下拉杆座，摇枕吊座、制动掉座等辅件、各断面均为箱形断面，除上下拉杆座外均由09CuPGrNi-A耐候钢板焊接而成。

籍以承受和传递车体的全部重量和车辆运行中的各种作用力。

构架按照JISZ3605-1977《半自动电弧焊作业标准》进行焊接，焊后按照JISZ3700-1982《焊后热处理方法》进行整体热处理，以消除焊接应力。

2轴箱弹簧悬挂装置

采用无磨耗拉杆式轴箱定位装置。

这种定位结构有以下特点：

即实现了轴箱的纵横定位有可弹性的传递轮对轴箱与构架间的纵横向作用力，

在轴箱与构架间没有摩檫面，减少了维修保养工作量，可提高工作寿命。

由于轮对与构架之间成为弹性连接，有利于控制车辆的蛇形运动。

轴箱为翼板式，轴箱弹簧对称安装在轴箱翼板上，轴箱内装有一组日本NSK株式会生产的RCT型AAR”C”级密封双列圆锥滚动轴承。

轴箱弹簧为单圈圆弹簧,在轴箱弹簧底部设有优质橡胶垫,籍以缓和簧下的高频振动。

轮对为AAR系列C级,轴颈为

车轮为带轮箍和扣环的组合式车轮。

3摇枕弹簧悬挂

装置采用外侧悬挂摇动台式结构,摇枕两端装有油压减振器与圆弹簧组并联,其阻力系数为

为提高横向振动性能,在构架与弹簧托板之间斜对称加装了横向油压减振器5其阻力系数为

为在车轮磨耗情况下,便于调整心盘高度,摇枕吊杆采用了螺纹调整结构,为防止调整螺母松动,还设置了止退垫圈和六角螺母。

此外,在弹簧托板下部安装了两组安全吊。

该装置采