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随着现代工业文明的发展,城市化进程空前加快,现代有轨电车逐渐受到人们的青睐,成为现代城市轨道系统发展的重要组成部分。其中胶轮导轨制式现代有轨电车利用橡胶轮胎驱动,在制动力和转弯方面具有很大优势。但由于钢质导向轮与导向轨长时间接触使得轮轨磨损比较严重,同时因轮轨磨损造成振动产生摩擦噪声比较大。针对轮轨间的严重磨损和噪声问题,需要研究一种具有高耐磨性同时具有吸振降噪效果的新型材质导向轮来代替钢质导向轮。本文以颗粒增强聚四氟乙烯（PTFE）基复合材料为研究对象。首先,对颗粒增强PTFE基复合材料模型进行摩擦学和力学性能仿真研究;其次,对不同配比的试样在摩擦磨损试验机上进行摩擦学实验,并用万能拉伸试验机和邵氏硬度仪进行拉伸、压缩和硬度试验分析。通过前面的仿真和实验结果发现,当增强颗粒含量在25wt.%时,复合材料摩擦和力学性能最优。最后,对新型导向轮进行了强度校核、尺寸优化和振动分析。详细研究内容如下:（1）PTFE具有很多优点,如自润滑性能好、密度小、抗冲击性能和化学稳定性好,是现代科学技术、军工和民用方面解决许多关键技术所必不可少的材料。为此,本论文以PTFE为研究对象,为了进一步获得综合性能良好的导向轮材质,在聚四氟乙烯中添加不同的增强颗粒。主要填充Ni、Al和Al、Fe2O3为增强颗粒,并将颗粒增强后的PTFE基复合材料作为新型导向轮材料。（2）摩擦仿真发现复合材料在摩擦过程中摩擦副接触区域结点温度在500℃左右,增强颗粒的添加使复合材料的摩擦学性能整体得到改善;接着对复合材的拉伸和压缩模量进行仿真预测,发现添加增强颗粒后复合材料拉伸和压缩模量都明显提高。（3）通过摩擦磨损和力学试验发现添加增强颗粒后复合材料的摩擦学和力学性能得到很大的提升,较纯PTFE相比较磨损率降低了两个数量级,耐磨性能得到了很大的改善;拉伸模量、压缩模量和硬度同时也得到了提升,作为导向轮材质的复合材料刚度变好,抵抗变形的能力提高了,综合发现当填料在25wt.%时复合材料的摩擦学和力学性能达到了最优,Ni、Al填料的综合性能优于Al、Fe2O3;最后选择综合性能最优的复合材料作为新型导向轮材料。（4）分析胶轮导轨电车导向原理以及导向轮在运行过程的受力情况,分别对新型导向轮材质进行抗拉强度、抗压强度和振动分析。通过对其进行优化设计分析,发现优化后导向轮固有频率变大,这样导向轮更容易避免在工作过程中因共振而造成损坏,使得新型材质导向轮的设计更加合理。本文通过对颗粒增强PTFE基复合材料的摩擦和力学性能进行仿真和试验,得出增强颗粒含量在25wt.%时,摩擦和力学性能最优,选取此时的复合材料作为新型导向轮材料。新型导向轮材料具有良好自润滑和耐磨性能以及减震降噪效果,使得传统导向轮存在的问题得以解决。