本實(shí)用新型屬于軌道交通設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種輪軌車輛與滑軌車輛裝換模塊設(shè)備。

背景技術(shù)：

模塊化設(shè)計(jì)是指在車輛設(shè)計(jì)過程中，對(duì)整車結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解.形成若干個(gè)各自獨(dú)立而又相互聯(lián)系的模塊。模塊的形式多種多樣，可大可小?？梢詫④囕v的整車劃分為幾個(gè)大的模塊，也可以只是將單獨(dú)一個(gè)大件進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，還可以是車輛的某些附屬設(shè)備。

傳統(tǒng)軌道交通車輛分為鋼輪鋼軌車輛和滑軌車輛，兩種不同的車輛要求不同但是還是擁有很多相通的結(jié)構(gòu)技術(shù)，例如軌道交通車輛的基本結(jié)構(gòu)組成相同，基本組成部分主要有：車體、轉(zhuǎn)向架、牽引傳動(dòng)裝置、牽引緩沖鏈接裝置、車輛電器和制動(dòng)系統(tǒng)等，軌道交通車輛的模塊化成為了可能。實(shí)際上，模塊化設(shè)計(jì)及制造概念在城市軌道交通車輛及新型干線軌道交通車輛上已經(jīng)有所實(shí)施。模塊化設(shè)計(jì)可以縮短產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間，節(jié)約人力物力，提高競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。但到目前為止，模塊化設(shè)計(jì)及制造在軌道交通制造領(lǐng)域基本還是處于接口層次模塊化。根據(jù)實(shí)際情況判斷是否需要進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。

中國(guó)專利CN201407323Y公開了一種平動(dòng)——轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),屬于機(jī)械類。它主要由箱體、滑塊、齒條組合、特形齒輪、傳動(dòng)齒輪、錐齒輪、輔助齒輪、過渡齒輪、中間齒輪、轉(zhuǎn)換器、連接器和軸及相應(yīng)的輸入輸出接口組成。運(yùn)動(dòng)原理:滑塊、齒條組合的運(yùn)動(dòng)方向一致,齒條組合的運(yùn)動(dòng)方向與特形齒輪接觸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向一致,形成最大的推力，但是該專利結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，因此降低了可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種車輛總體結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)鋼輪鋼軌車輛和滑塊車輛的模塊互換的輪軌車輛與滑軌車輛裝換模塊設(shè)備。

本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種輪軌車輛與滑軌車輛裝換模塊設(shè)備，包括：

相互連接的前箱體及后箱體組合而成的齒輪傳動(dòng)箱體，

位于前箱體內(nèi)，套設(shè)在高速軸上的高速齒輪組，

位于后箱體內(nèi)，套設(shè)在低速軸上的低速齒輪組，

連接高速齒輪組及低速齒輪組的軸承。

所述的高速齒輪組為圓柱齒輪組，由相互嚙合連接的高速級(jí)大齒輪及高速級(jí)小齒輪構(gòu)成，所述的高速級(jí)大齒輪套設(shè)在高速軸上。

所述的高速齒輪組為簡(jiǎn)支式支承方式。

所述的低速齒輪組為錐齒輪組，由正交嚙合連接的低速級(jí)大齒輪及低速級(jí)小齒輪構(gòu)成，所述的低速級(jí)大齒輪套設(shè)在低速軸上。

所述的低速級(jí)大齒輪采用簡(jiǎn)支式支承方式。

所述的軸承為圓錐滾子軸承。

所述的低速軸伸出的機(jī)箱外部分接齒輪，使齒輪與齒條嚙合實(shí)現(xiàn)平動(dòng)。

齒輪傳動(dòng)箱體和電動(dòng)機(jī)共用底座，并通過類似法蘭式的連接方式連接在一起。兩者吊裝在車體上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型為轉(zhuǎn)動(dòng)—轉(zhuǎn)動(dòng)—平動(dòng)的模塊，輸入是轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出是轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)再通過齒條耦合的方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)到平動(dòng)的轉(zhuǎn)換，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)高速傳動(dòng)采用圓柱齒輪的形式，低速級(jí)采用錐齒輪傳動(dòng)，保證本模塊的外部接口一致，以適應(yīng)于不同的傳動(dòng)方式。

(2)根據(jù)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和空間尺寸，高速齒輪組的支承方式為簡(jiǎn)支式支承方式，軸的受力錐齒輪的支撐結(jié)構(gòu)參數(shù)與軸承配置確定軸的具體尺寸，圓錐滾子軸承背靠背布置，以增大軸承支反力作用點(diǎn)的距離，軸承采用軸套裝入機(jī)殼。

(3)根據(jù)低速軸的受力，低速級(jí)大齒輪采用簡(jiǎn)支式支承方式，支撐剛性較好，軸承采用面對(duì)面布置的圓錐滾子軸承，以減小軸承支反力作用點(diǎn)的距離，增加軸的剛度，軸承間的距離應(yīng)該足夠大，以供給調(diào)整齒輪用的空間。

(4)箱體通過軸和軸承傳遞給軸承座和箱體壁，要保證軸和軸承的相對(duì)位置在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的精確度，保證齒輪嚙合正常，箱體設(shè)計(jì)通常按照剛度設(shè)計(jì)。

(5)本實(shí)用新型將模塊化鋼輪鋼軌車輛的減速箱，輪對(duì)拆下裝配上滑塊和我們所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換裝置即可實(shí)現(xiàn)鋼輪鋼軌車輛到滑塊車輛的模塊互換。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的右視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-前箱體、2-高速級(jí)小齒輪、3-高速級(jí)大齒輪、4-軸端擋圈、5-高速軸、6-后箱體、7-圓錐滾子軸承、8-箱體端板、9-低速級(jí)小齒輪、10-低速級(jí)大齒輪、11-圓錐滾子軸承、12-低速軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例

一種輪軌車輛與滑軌車輛裝換模塊設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，包括相互連接的前箱體1及后箱體6組合而成的齒輪傳動(dòng)箱體，位于前箱體1內(nèi)，套設(shè)在高速軸5上的高速齒輪組，位于后箱體6內(nèi)，套設(shè)在低速軸12上的低速齒輪組，以及連接高速齒輪組及低速齒輪組的圓錐滾子軸承7。高速齒輪組及低速齒輪組均采用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)制作得到。

高速齒輪組采用的是圓柱齒輪組，由相互嚙合連接的高速級(jí)大齒輪3及高速級(jí)小齒輪2構(gòu)成，在高速級(jí)大齒輪3的端部還設(shè)有軸端擋圈4。高速齒輪組的支承方式為簡(jiǎn)支式支承方式，其中高速級(jí)大齒輪的齒面硬度為230～250HBS，本實(shí)施例中齒面硬度為240HBS，接觸疲勞強(qiáng)度為550MPa，彎曲疲勞強(qiáng)度為380MPa，壓力角為20°，傳動(dòng)比為2，齒數(shù)為89，高速級(jí)小齒輪2的齒面硬度為230～250HBS，本實(shí)施例中齒面硬度為240HBS，模數(shù)為1，齒數(shù)為44。

低速齒輪組為錐齒輪組，由相互嚙合連接的低速級(jí)大齒輪10及低速級(jí)小齒輪9構(gòu)成。低速級(jí)大齒輪10采用簡(jiǎn)支式支承方式。低速級(jí)大齒輪10的齒面硬度為230～250HBS，本實(shí)施例中齒面硬度為240HBS，接觸疲勞強(qiáng)度為550MPa，彎曲疲勞強(qiáng)度為380MPa，壓力角為20°，傳動(dòng)比為2，齒數(shù)為38，低速級(jí)小齒輪10的齒面硬度為230～250HBS，本實(shí)施例中齒面硬度為240HBS，齒數(shù)為19。

高速軸5按轉(zhuǎn)矩初步估算軸徑，輸出軸上的傳動(dòng)的功率P₂＝271W、轉(zhuǎn)速n₂＝500r/min、和轉(zhuǎn)矩T₂＝5176N·mm軸的材料為：45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，硬度217-255HB。σ_b＝650MPa，σ_s＝360MPa，E＝2.15×10⁵MPa。彎曲疲勞極限σ_-1＝270MPa，扭轉(zhuǎn)疲勞極限τ_-1＝155MPa，初步確定軸的最小直徑

考慮到鍵槽的影響和軸承的選配，軸的最小軸徑為14mm。軸承處軸徑為17mm。

低速軸12輸出軸上的傳動(dòng)的功率P₂＝285W、轉(zhuǎn)速n₂＝250r/min、和轉(zhuǎn)矩T₂＝N·mm。軸的材料為：45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，硬度217-255HB。彎曲疲勞極限σ_-1＝270MPa，扭轉(zhuǎn)疲勞極限τ_-1＝155MPa。初步計(jì)算軸徑，材料為45號(hào)鋼，取A＝115：考慮到軸的長(zhǎng)度較大，以及軸承選配，軸承安裝處的軸徑為17mm。軸的最小軸徑為14mm。

高速級(jí)大齒輪3通過型號(hào)為30203的圓錐滾子軸承7與低速級(jí)小齒輪9連接，低速級(jí)大齒輪10還通過圓錐滾子軸承11與低速軸12連接。

齒輪傳動(dòng)箱體采用低碳鋼(Q235)焊成，按照剛度設(shè)計(jì)，由外墻、內(nèi)支撐墻、軸承座、凸臺(tái)和法蘭等構(gòu)建組成，功能是支撐和包容各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，起到密封、防塵、隔熱、隔聲以及儲(chǔ)油潤(rùn)滑各種零部件和保護(hù)人體安全，端面設(shè)有箱體端板8。齒輪傳動(dòng)箱體和電動(dòng)機(jī)共用底座，并通過類似法蘭式的連接方式連接在一起。兩者吊裝在車體上。

常見的軌道車輛驅(qū)動(dòng)方式為輪組轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，然而滑軌車輛作為一種特殊的軌道交通車輛亦有著廣泛的用途。目前兩種車輛的車體具有差異性，需以高額的費(fèi)用進(jìn)行定制化生產(chǎn)以滿足客戶不同的個(gè)性化需求。本模塊化的意義在于在保持產(chǎn)品較高通用性的同時(shí)提供產(chǎn)品的多樣化配置，模塊化的產(chǎn)品是解決定制化生產(chǎn)和批量化生產(chǎn)這對(duì)矛盾的一條出路。在車輛總體結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，即使用批量生產(chǎn)的同一車體，加載不同的行走裝置模塊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輪軌車輛與滑軌車輛的模塊相互轉(zhuǎn)換。