一種用于城市軌道車輛的差速器耦合輪對的制作方法
【專利摘要】一種用于城市軌道車輛的差速器耦合輪對，該耦合輪對通過高摩擦自鎖差速器耦合左右兩側(cè)的獨(dú)立輪對，高摩擦自鎖差速器帶有主從動摩擦片組，其能夠提供預(yù)緊摩擦力矩，使得差速器自鎖。在直線段與大半徑曲線段，左右車輪輪軌摩擦力矩差小于主從動摩擦片組的預(yù)緊摩擦力矩，此時差速器鎖止，使得左右輪耦合在一起同步轉(zhuǎn)動，具有傳統(tǒng)車輪的自導(dǎo)向能力和自動對中能力；在小半徑曲線段，左右車輪輪軌摩擦力矩差大于主從動摩擦片組提供的預(yù)緊摩擦力矩，此時差速器解鎖開始差速，使得左、右車輪能夠具有不同的轉(zhuǎn)速，從而車輛能夠順利通過小半徑曲線。該輪對解決了城市軌道車輛輪軌磨耗和小半徑曲線通過的問題，其與傳動輪對具有相同接口，互換性好。
【專利說明】一種用于城市軌道車輛的差速器耦合輪對
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明是涉及一種用于軌道車輛的差速器耦合輪對。
【背景技術(shù)】
[0002]城市軌道交通以其運(yùn)量大、安全便捷和節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，在現(xiàn)代城市的發(fā)展中有著不可替代的作用。但是在城市軌道交通中，由于地面軌道交通線路受到城市建筑的制約，經(jīng)常會出現(xiàn)小半徑彎道，這就要求城市軌道車輛的輪對具有更好的曲線通過能力。
[0003]現(xiàn)有城市軌道車輛的輪對的結(jié)構(gòu)通常是左右車輪固結(jié)在車軸上，左右車輪的轉(zhuǎn)速相同，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，在直線軌道上運(yùn)行時具有良好的對中性能:由于車輪的踏面呈外小、內(nèi)大的錐面，因此當(dāng)車輛偏向一側(cè)時，該側(cè)車輪與軌道接觸的滾動圓半徑增大，從而該側(cè)車輪前進(jìn)的速度大于另一側(cè)車輪的前進(jìn)速度，使車輛自動偏(拐)回另一側(cè)，車輛自動恢復(fù)到軌道中心；同樣，在過大半徑彎道時，由于離心力的作用，車輛會自動偏向彎道外側(cè)，外側(cè)的車輪速度大于內(nèi)側(cè)車輪速度，且內(nèi)外側(cè)車輪的速度差與彎道內(nèi)外側(cè)的軌道長度差相等，車輪與軌道之間不會打滑，從而順利的通過彎道。存在的問題是:車輪輪緣內(nèi)側(cè)的踏面錐度是一定的，因此其內(nèi)外車輪的速度差是受限的。在過小半徑彎道時，其內(nèi)外車輪的最大速度差低于小半徑彎道內(nèi)外側(cè)軌道之間的長度差，從而導(dǎo)致外側(cè)車輪打滑。既增加輪軌之間的磨耗，又產(chǎn)生極大的噪聲，嚴(yán)重時甚至產(chǎn)生出軌等嚴(yán)重事故。
[0004]近年來城市軌道車輛開始使用獨(dú)立輪對，即左右車輪通過軸承安裝在車軸上，左、右車輪能夠獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，內(nèi)外車輪的速度差自動適應(yīng)小半徑彎道內(nèi)外側(cè)軌道之間的距離差，小半徑彎道通過能力好。其存在的問題是，過直線軌道時不能自動對中:當(dāng)車輛偏向一側(cè)時，該側(cè)車輪滾動圓直徑加大，但其會自動減小轉(zhuǎn)速，而不會使該側(cè)車輪前進(jìn)速度大于另外一側(cè)車輪前進(jìn)速度，也即車輛無法自動恢復(fù)到軌道中心。由于車輛運(yùn)行時會受到外界干擾，車輪難免不發(fā)生側(cè)偏，而一旦側(cè)偏則難以回正，使輪緣較長時間貼靠軌道，造成輪軌磨耗和噪聲污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用于城市軌道車輛的差速器耦合輪對，該輪對在直線軌道上具有良好的自動對中能力，同時又具有良好的小半徑曲線軌道通過能力，使城市列車車輛在通過直線軌道和小半徑曲線軌道時，車輪既不會打滑也不會產(chǎn)生較長時間貼靠軌道，明顯降低輪軌磨耗和噪聲污染。
[0006]本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是:一種用于城市軌道車輛的差速器耦合輪對，包括左車輪、右車輪和車軸，其特征在于:
[0007]所述的左車輪固定在車軸左側(cè)，右車輪通過軸承安裝在車軸右側(cè)；車軸中部安裝有與右車輪相連的高摩擦自鎖差速器；所述的高摩擦自鎖差速器的具體構(gòu)成是:
[0008]左半軸太陽齒輪固定在車軸上，右半軸太陽輪齒輪通過齒輪軸承安裝在車軸上，左半軸太陽齒輪及右半軸太陽齒輪與四個小行星齒輪嚙合；四個行星齒輪通過軸承與行星軸相連；行星軸的端部截面一側(cè)呈“〉”形，并與外殼上的行星軸槽配合，相鄰行星軸的端部截面的“〉”形方向相反；外殼左側(cè)安裝有與驅(qū)動電機(jī)相連的主動齒輪。
[0009]左半軸太陽齒輪的左側(cè)輪緣通過鍵槽連接左推力環(huán)的內(nèi)周面，左推力環(huán)的左側(cè)面固定連接內(nèi)摩擦片，與內(nèi)摩擦片貼合的外摩擦片固定在外殼上；左推力環(huán)的右側(cè)緊靠行星齒輪的上部外側(cè)；
[0010]右半軸太陽齒輪的右側(cè)輪緣通過鍵槽連接右推力環(huán)，右推力環(huán)的右側(cè)面固定內(nèi)摩擦片，與內(nèi)摩擦片貼合的外摩擦片固定在外殼上，右半軸太陽齒輪的右側(cè)與空心輸出軸的左端相連；
[0011]空心輸出軸套合在車軸的右部，且空心輸出軸右端通過彈性聯(lián)軸器與固定在右車輪輻板上的連接空心軸連接。
[0012]本發(fā)明的工作過程和原理是:
[0013]車輛轉(zhuǎn)向架的驅(qū)動電機(jī)所產(chǎn)生的動力通過主動齒輪傳到差速器的外殼，帶動差速器外殼繞車輪軸線轉(zhuǎn)動，差速器外殼進(jìn)而通過行星軸帶動行星齒輪發(fā)生繞車軸軸線公轉(zhuǎn)。
[0014]差速器外殼轉(zhuǎn)動、行星齒輪公轉(zhuǎn)時，由于差速器外殼與行星軸通過“〉”形面相配合，會在接觸面產(chǎn)生水平的橫向推力，該推力使差速器外殼側(cè)面、外摩擦片、內(nèi)摩擦片、左(右)推力環(huán)、行星齒輪依次壓緊；內(nèi)、外摩擦片間無其它扭矩時，行星齒輪不發(fā)生繞行星軸的自轉(zhuǎn)，相應(yīng)的左、右半軸太陽齒輪不發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，即差速器鎖死。
[0015]當(dāng)城市軌道交通車輛行駛在直線和大半徑曲線時，左、右車輪的輪軌摩擦力矩差小于差速器的內(nèi)、外摩擦片間的最大靜摩擦力矩，內(nèi)、外摩擦片間不會發(fā)生相互轉(zhuǎn)動，差速器鎖死；行星齒輪不自轉(zhuǎn)，而只隨差速器外殼繞車軸軸線公轉(zhuǎn)，行星齒輪的公轉(zhuǎn)則帶動與其嚙合的左、右半軸太陽齒輪同速轉(zhuǎn)動，再經(jīng)由車軸、空心輸出軸帶動左、右車輪同步轉(zhuǎn)動。此時，差速器耦合輪對表現(xiàn)為傳統(tǒng)輪對，左右車輪具有相同的轉(zhuǎn)速，使得差速器耦合輪對在大半徑曲線和直線上具有良好的導(dǎo)向性能和自動對中性能。
[0016]當(dāng)車輛行駛在小半徑曲線時，左、右車輪的輪軌摩擦力矩差大于差速器內(nèi)、外摩擦片間的最大靜摩擦力矩，內(nèi)、外摩擦片間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，行星齒輪自轉(zhuǎn)，左、右半軸太陽齒輪發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，即差速器解鎖。此時，差速器耦合輪對表現(xiàn)為獨(dú)立輪對的特性，左、右車輪在差速轉(zhuǎn)動的左、右半軸太陽齒輪及其車軸、空心輸出軸的帶動下，轉(zhuǎn)速不同；使得差速器耦合輪對在小半徑曲線具有良好的曲線通過性能。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0018]一、該輪對與傳統(tǒng)動車輪對具有相同的接口，均通過電機(jī)的主動齒輪將動力傳遞到輪對，和傳統(tǒng)輪對具有良好的互換性，因此，可以直接運(yùn)用到傳統(tǒng)的鐵道車輛轉(zhuǎn)向架。
[0019]二、在直線和大半徑曲線上具有傳統(tǒng)輪對的優(yōu)點(diǎn):其左右車輪具有相同的轉(zhuǎn)速，具有良好的導(dǎo)向性能和自動對中性能；在小半徑曲線上具有獨(dú)立輪對的特性:其內(nèi)、外車輪的速度差自動適應(yīng)小半徑彎道內(nèi)外側(cè)軌道之間的長度差，從而避免了外側(cè)車輪打滑，減小輪軌之間的磨耗和噪聲、保證列車運(yùn)行的安全、快速和舒適。
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。[0022]圖2是圖1的A-A剖面圖。
[0023]圖3是圖1中的局部B的放大示意圖。
[0024]圖4是圖1中的C-C剖視圖。
【具體實施方式】
[0025]圖1-4示出，本發(fā)明的一種【具體實施方式】是:一種用于城市軌道車輛的差速器耦合輪對，包括左車輪14、右車輪15和車軸13。
[0026]左車輪14固定在車軸13左側(cè)，右車輪15通過軸承10安裝在車軸13右側(cè)；車軸13中部安裝有與右車輪15相連的高摩擦自鎖差速器；所述的高摩擦自鎖差速器的具體構(gòu)成是:
[0027]左半軸太陽齒輪5固定在車軸13上，右半軸太陽輪齒輪7通過齒輪軸承8安裝在車軸13上，左半軸太陽齒輪5及右半軸太陽齒輪7與四個小行星齒輪6嚙合；四個行星齒輪6通過軸承與行星軸6a相連；行星軸6a的端部截面一側(cè)呈“〉”形，并與外殼2a上的行星軸槽配合，相鄰行星軸的端部截面的“〉”形方向相反；外殼2a左側(cè)安裝有與驅(qū)動電機(jī)相連的主動齒輪I ;
[0028]左半軸太陽齒輪5的左側(cè)輪緣通過鍵槽連接左推力環(huán)4a的內(nèi)周面，左推力環(huán)4a的左側(cè)面固定連接內(nèi)摩擦片17，與內(nèi)摩擦片貼合的外摩擦片3固定在外殼2a上；左推力環(huán)4a的右側(cè)緊靠小行星齒輪6的上部外側(cè)；
[0029]右半軸太陽齒輪7的右側(cè)輪緣通過鍵槽連接右推力環(huán)4b，右推力環(huán)4b的右側(cè)面固定內(nèi)摩擦片17，與內(nèi)摩擦片17貼合的外摩擦片3固定在外殼2a上，右半軸太陽齒輪7的右側(cè)與空心輸出軸9的左端相連；
[0030]空心輸出軸9套合在車軸13的右部，且空心輸出軸9右端通過彈性聯(lián)軸器12與固定在右車輪15輻板上的連接空心軸11連接。
【權(quán)利要求】
1.一種用于城市軌道車輛的差速器耦合輪對，包括左車輪(14)、右車輪(15)和車軸(13)，其特征在于: 所述的左車輪(14)固定在車軸(13)左側(cè)，右車輪(15)通過軸承(10)安裝在車軸(13)右側(cè)；車軸(13)中部安裝有與右車輪(15)相連的高摩擦自鎖差速器；所述的高摩擦自鎖差速器的具體構(gòu)成是: 左半軸太陽齒輪(5)固定在車軸(13)上，右半軸太陽輪齒輪(7)通過齒輪軸承(8)安裝在車軸(13 )上，左半軸太陽齒輪(5 )及右半軸太陽齒輪(7 )與四個小行星齒輪(6 )嚙合；四個行星齒輪(6)通過軸承與行星軸(6a)相連；行星軸(6a)的端部截面一側(cè)呈“〉”形，并與外殼(2a)上的行星軸槽配合，相鄰行星軸的端部截面的“〉”形方向相反；外殼(2a)左側(cè)安裝有與驅(qū)動電機(jī)相連的主動齒輪(I)； 左半軸太陽齒輪(5)的左側(cè)輪緣通過鍵槽連接左推力環(huán)(4a)的內(nèi)周面，左推力環(huán)(4a)的左側(cè)面固定連接內(nèi)摩擦片(17)，與內(nèi)摩擦片貼合的外摩擦片(3)固定在外殼(2a)上；左推力環(huán)(4a)的右側(cè)緊靠小行星齒輪(6)的上部外側(cè)； 右半軸太陽齒輪(7)的右側(cè)輪緣通過鍵槽連接右推力環(huán)(4b)，右推力環(huán)(4b)的右側(cè)面固定內(nèi)摩擦片(17)，與內(nèi)摩擦片(17)貼合的外摩擦片(3)固定在外殼(2a)上，右半軸太陽齒輪(7)的右側(cè)與空心輸出軸(9)的左端相連； 空心輸出軸(9)套合在車軸(13)的右部，且空心輸出軸(9)右端通過彈性聯(lián)軸器(12)與固定在右車輪(15 )輻板上的連接空心軸(11)連接。
【文檔編號】B61C9/12GK103625215SQ201310539872
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】吳興文, 池茂儒, 楊東曉, 曾京, 鄔平波, 戴煥云, 羅仁, 王建斌, 張衛(wèi)華 申請人:西南交通大學(xué)