随着机车转向架技术水平的提升,转向架的结构越来越复杂,用到的橡胶弹性元件也越来越多,对橡胶弹性元件的性能要求也越来越高,特别是如橡胶堆、球铰等产品普遍都提出了更严格的多向性能要求,为适应这种需求,有必要对橡胶弹性元件进行深入研究,掌握橡胶弹性元件各向刚度匹配的设计技巧。本文的主要工作是海外客户的某型自导向机车转向架橡胶弹性元件的研制,该转向架结构复杂零部件多,用到了大量的橡胶弹性元件,其中主要的橡胶弹性元件如橡胶堆、球铰等类产品普遍都提出了多向性能要求,本文通过这些产品的研制,研究橡胶弹性元件各向刚度匹配的设计方法,总结橡胶层数对刚度变化影响的规律。本文利用有限元分析工具对橡胶堆旁承进行了多种方案的对比,通过这几种不同方案的橡胶堆计算结果的对比,总结出了橡胶堆层数对橡胶堆的压缩方向刚度与剪切方向刚度的影响,即在给定的尺寸范围内,层数多,则压缩刚度大,剪切刚度小,层数少,则压缩刚度小,剪切刚度大。按照橡胶变形的方式,球铰类产品的径向为橡胶的压缩方向,扭转方向为橡胶的剪切方向,即在给定的尺寸范围内,层数多,则径向刚度大,扭转刚度小,层数少,则径向刚度小,扭转刚度大。对于计算合格的橡胶堆和球铰进行样件试制并通过试验验证证明有限元分析计算的结果是准确的,间接证明了橡胶层数对刚度性能的影响的规律是正确的。最后本文分析了橡胶弹性元件在转向架上应用情况,总结了在选用橡胶弹性元件时应根据载荷及位移等应用工况的特点,合理选择橡胶弹性元件的类型,充分发挥橡胶弹性元件的优点。