Расчет подшипниковых узлов транспортных средств

- 0 - 

 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА  

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО 

ОБРАЗОВАНИЯ 

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА 

(МИИТ)» 

 
 

Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство» 

 
 

В.Г. ВОРОТНИКОВ, С.В. КАЛЕТИН, М.В. КОЗЛОВ 

 
 
 

РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ 

ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ 

 
 
 
 
 

Учебно-методическое пособие 

 

по дисциплине 

«Машины и гибкие технологии  
вагоноремонтного производства» 

 
 
 
 

Москва – 2018 

- 1 - 

 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА  

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО 

ОБРАЗОВАНИЯ 

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА 

(МИИТ)» 

 
 

Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство» 

 
 

В.Г. ВОРОТНИКОВ, С.В. КАЛЕТИН, М.В. КОЗЛОВ 

 
 
 

РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ 

ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ 

 
 
 
 

Учебно-методическое пособие 

 

для студентов специальности  

«Подвижной состав железных дорог» 

специализации «Вагоны» 

 
 
 
 
 

Москва – 2018 

- 2 - 

 

УДК 621.822.6 
В –75 
 

Воротников В.Г., Калетин С.В., Козлов М.В. 

Расчет подшипниковых узлов транспортных средств: 
Учебно-методическое пособие. – М.: РУТ (МИИТ), 2018. 

 – 69 с. 
 

В учебно-методическом пособии изложена методика 

расчета 
оценки 
технических 
и 
эксплуатационных 

характеристик конструкций буксовых узлов вагонов с 
радиальными 
подшипниками 
качения 
с 
короткими 

цилиндрическими 
роликами 
и 
радиально-упорными 

двухрядными подшипниками с коническими роликами с 
учетом воздействия сил, образующихся при движении 
вагонов железнодорожного транспорта. 
 

 

 

Рецензент: доктор технических наук, профессор 

кафедры «Электропоезда и локомотивы» РУТ (МИИТ) 
Воробьев А. А. 

 

 
 
 

© РУТ (МИИТ), 2018 

 

- 3 - 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ 

 

Введение……………………………………………………….5 

1 Конструкции буксовых узлов вагонов…………………….7 

1.1 Технические основы конструирования 

буксового узла вагона……………………………..….7 

1.2 Общая характеристика подшипников качения 

буксовых узлов железнодорожных транспортных 

средств………………………………………………….9 

1.3 Буксовый узел с однорядными радиальными 

подшипниками с короткими цилиндрическими 

роликами……………………………………………...15 

1.4 Буксовый узел с радиально упорными коническими 

подшипниками………………………..……….….….19 

1.5 Геометрические размеры подшипников качения 

буксовых узлов вагонов………………………...……23 

2 Оценка эксплуатационных показателей конструкций 

буксовых узлов вагона…………………………………....28 

2.1 Расчет сил нагружения буксового узла……………...28 

2.2 Распределение нагрузки в буксовом узле между 

телами качения подшипника………………………..35 

2.3 Расчет контактных напряжений и деформаций тел 

качения подшипника………………………………...44 

- 4 - 

 

2.4 Расчет касательных напряжений в зоне контактных 

поверхностей элементов подшипника…………..…49 

2.5 Расчет кинематических параметров подшипников 

качения………………………………………………..52 

2.6 Расчет допустимой осевой силы для конструкций 

подшипников буксового узла вагона…………….…54 

2.7 Расчет сил сопротивления движению вагона в 

буксовом узле………………………………………...60 

2.8 Расчет подшипника на усталостное разрушение 

поверхностей качения……………………………..…63 

Список литературы…………………………..……..………..67 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- 5 - 

 

ВВЕДЕНИЕ 

Архитектоника подшипникового узла представляет 

собой уникальное техническое устройство, разработанное с 
учетом 
физических 
показателей 
взаимодействия 

поверхностей кинематических и неподвижных элементов 
при их относительных перемещениях под действием 
внешних сил. 

К 
основным 
элементам 
подшипниковых 
узлов 

относятся подшипники, совершенствование конструкций 
которых является актуальной задачей в области повышения 
эффективности использования транспортных средств. В 
зависимости 
от 
требований 
к 
опорам 
трения 

кинематических модулей машин подшипники делятся на 
два типа: скольжения и качения. 

Подшипники 
скольжения 
преимущественно 

применяют в опорах трения при высоких частотах вращения 
кинематических 
модулей 
машин 
и 
воспринимающих 

относительно небольшие нагрузки. Простота конструкции, 
бесшумность работы, высокая демпфирующая способность 
при восприятии циклических и ударных нагрузок являются 
важными их техническими характеристиками подшипников 
скольжения. 

Преимущество 
подшипников 
качения 
состоит 
в 

возможности распределения сосредоточенной нагрузки 
между 
телами 
качения 
и 
уменьшении 
момента 

сопротивления 
вращению 
кинематических 
модулей, 

особенно в пусковые периоды. Вместе с тем подшипники 
качения 
имеют 
существенные 
недостатки, 
которыми 

ограничивается область их применения: 

- 6 - 

 

– 
повышенная 
чувствительность 
к 
неточности 

установки в узлах трения и предельным отклонениям 
номинальных размеров элементов конструкции; 

– повышение момента сопротивления при работе 

кинематических модулей на высоких частотах вращения; 

– сложность монтажа подшипников в узлах трения. 
Решение задачи по оснащению вагонов буксовыми 

узлами с подшипниками качения являлось одним из 
ключевых направлений при проведении мероприятий по 
технической реконструкции железнодорожного транспорта. 

Замена букс с подшипниками скольжения на буксы с 

подшипниками качения вагонов позволили сократить 
трудовые ресурсы железных дорог по техническому 
содержанию вагонов, увеличить длину безостановочного 
проследования поездов и увеличить скорость их движения. 

Удельное сопротивление движению грузовых вагонов, 

оснащенных буксовыми узлами с подшипниками качения, в 
момент начала движения с места уменьшились в 6 – 8 раз. 
Сокращение удельного сопротивления при движении 
поездов обеспечило снижение затрат на потребление 
энергоресурсов.  

В тоже время повысились требования к надежности и 

долговечности буксовых узлов вагонов с подшипниками 
качения, 
в 
соответствии 
с 
которыми 
формируются 

требования 
по 
разработке 
концептуально 
новых 

конструкций 
подшипников, 
методов 
расчета, 

проектирования, 
применения 
новых 
материалов 
и 

прогрессивных технологий для изготовления.