随着高速铁路运输的快速发展,对列车质量的要求将越来越高,火车轮对作为列车的重要零部件之一,其生产质量直接影响着列车的性能。火车轮对在压装过程中车轮与车轴之间为过盈配合,其过盈量大小直接影响着压装质量,在轮对压装前需要准确的获取每个待压车轮内孔的精确尺寸,以便轮对压装选配。因此,设计高精度、高效率的火车轮内孔测量装置具有明显的实用价值。针对火车轮内孔测量要求,本文提出并研究了一种新型火车车轮内孔几何形状激光测量装置,采用单个高精度激光测距传感器(德国SICK OD5-30W05型),通过在轮毂内孔不同高度位置上旋转测量实现对火车轮内孔不同位置处的测量,并结合测量装置的标定方法,实现对火车轮内孔几何形状快速、高精度的测量。提出了火车车轮内孔几何形状激光测量装置的总体设计方案,并对装置的主要零部件进行了设计与选型,通过Pro/E软件对测量装置进行三维实体建模,对干涉零件进行了重新设计,并利用ANSYS软件对测量装置支架进行静力学分析,结果显示测量装置支架在承受车轮落放冲击时,刚度和强度均满足使用要求。根据测量原理提出了测量装置的标定方案,并对标定装置进行了设计。利用Pro/E虚拟空间对参数acos?进行了验证,在此基础上,假设已知车轮内孔直径尺寸,利用本测量方法在Pro/E中进行仿真测量,计算出车轮内孔直径并与已知直径进行比较,验证了测量原理中计算公式的正确性。对影响测量装置测量精度的主要因素进行了分析,了解了各主要影响因素对装置测量精度的影响程度,通过分析结果可以得出,本测量装置的测量精度可以达到5μm。