CN101806350A - 一种用于轨道交通车辆的齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于轨道交通车辆的齿轮箱，包括箱体、输出轴和输入轴，箱体由前至后分别布置车轴轴承座和输入轴轴承座；输出轴和输入轴通过齿轮连接；轴与箱体的结合部设置迷宫式油封。箱体包括上箱体和下箱体，上箱体和下箱体之间的结合面通过车轴轴承座轴心线，该结合面呈倾斜布置；下箱体端面设置安全鼻；下箱体端面底端设置扭力杆连接点。将结合面由原先的水平布置改为倾斜布置，可以为扭力杆的布置预留出足够的空间。同时，在下箱体端面设有安全鼻。当齿轮箱体上的扭力杆断裂时，防止齿轮箱的转动，可以保证齿轮箱的正常运转。另外，下箱体端面底端设置扭力杆连接点。扭力杆的设置，可以减小运行时齿轮箱输入轴与电机轴中心的位移差。

Description

一种用于轨道交通车辆的齿轮箱

技术领域

本发明涉及一种齿轮箱结构，尤其涉及一种用于轨道交通车辆的齿轮箱。

背景技术

在申请号为200720039153.2，名称为“高速车轴齿轮箱箱体”的中国专利文献中，介绍了一种铁路大型养路机械的高速车轴齿轮箱箱体，它由上箱体和下箱体固定连接而成，上箱体和下箱体的各轴承座均由结合面分为上、下两半，上箱体和下箱体两端的圆弧分别与两端对应轴承座的圆孔为同心圆，上箱体与下箱体的外表面均设有加强筋。在该技术方案中，箱体的结合面是呈水平布置，由于焊接缺陷、残余的焊接应力以及轨道交通车辆运行中的各种振动和很大的温度差异，使箱体的焊缝经常出现开裂，造成齿轮箱因漏油而影响车辆的正常行驶。通常，扭力杆设置在箱体的输入端的外侧。在转向架宽度变窄的情况下，联轴节轴向空间变小，对电机轴与齿轮箱输入轴轴心位移差补偿量变小，而在箱体的端面设置扭力杆，却不能实现吊杆及齿轮箱必须尽量缩小轴心的位移差的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于轨道交通车辆的齿轮箱，以便于拆卸、注油、观察油位、缩小电机轴与齿轮箱输入轴轴心位移差，解决联轴节对电机轴与齿轮箱输入轴轴心位移差补偿量不足的问题，并且在保证润滑油正常工作的情况下，齿轮箱中的油封占据的空间较小，满足整体装配要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于轨道交通车辆的齿轮箱，包括箱体、输出轴和输入轴，箱体由前至后分别布置车轴轴承座和输入轴轴承座；箱体表面分布加强筋，该加强筋由轴承座向外缘延伸；输入轴穿过输入轴轴承座，输出轴穿过车轴轴承座，输出轴和输入轴通过齿轮连接；轴与箱体的结合部设置迷宫式油封，其特征在于，所述的箱体包括上箱体和下箱体，上箱体和下箱体之间的结合面通过车轴轴承座轴心线，该结合面呈倾斜布置，输入轴轴承座位于下箱体；下箱体端面设置安全鼻；下箱体端面底端设置扭力杆连接点。

所述的下箱体上设置注油口。

所述的下箱体一侧设置油位观测口。

所述的迷宫式油封由一个内静环、一个外静环和一个甩油环组成；内静环和外静环分别与箱体连接，甩油环与轴连接，并且甩油环位于内静环和外静环之间；内静环和箱体之间形成进油腔；该甩油环一侧平面上有两个凸台，另一侧是光滑平面；外静环与甩油环相对的一侧设有与甩油环上的两个凸台相互配合的凹槽；内静环与箱体之间形成第一回油腔；甩油环、内静环和外静环三者之间形成第二回油腔。

所述的外静环和甩油环之间形成排水腔，并且在外静环中设有与该排水腔相通的排水道。

与现有技术相比，采用本发明的技术方案具有以下优点：

1.减小运行时齿轮箱输入轴与电机轴中心的位移差。下箱体端面底端设置扭力杆连接点。扭力杆的设置，可以减小运行时齿轮箱输入轴与电机轴中心的位移差。

2.充分保证齿轮箱的正常运转。在下箱体端面设有安全鼻。当齿轮箱体上的扭力杆断裂时，防止齿轮箱的转动，可以保持齿轮箱的正常运转。

3.便于观察油位。下箱体设置注油口和油位观测口，可以看到最高油位线和最低油位线。这样便于观察油位。

4.便于拆卸和安装。将结合面由原先的水平布置改为倾斜布置，一方面可以方便拆卸和维修，另一方面可以为扭力杆的布置预留出足够的空间。

5.减小齿轮箱中的油封的轴向距离，进而缩小油封占据的空间。该齿轮箱中的内静环、外静环和甩油环数量均为一个，该甩油环一侧平面上有两个凸台，另一侧是光滑平面；外静环与甩油环相对的一侧设有与甩油环上的两个凸台相互配合的凹槽；内静环与箱体之间形成第一回油腔；甩油环、内静环和外静环三者之间形成第二回油腔。通过优化内静环、外静环和甩油环的结构，将背景技术中的多个内静环和外静环减少为一个。这样，齿轮箱中的油封的轴向距离减小，进而油封占据的空间较小。

6.有效排除外部渗入箱体的水，保证箱体正常运行。在外静环的和甩油环之间形成排水腔，外静环中设有与该排水腔相通的排水道。这样，甩油环上设置的凸台，可以让甩油环在高速旋转的情况下，保证外部的水等杂质沿着凸台台阶进入排水腔，进而流出箱体，避免其进入油封中。

附图说明

图1是本发明的正视图。

图2是图1的纵向剖视图。

图3是图1中a向剖视图，为箱体上的输入轴的剖视图。

图4是图3中A部的局部放大图，其中，黑色加粗线条是润滑油进入进油腔的线路。

图5是图3中B部的局部放大图，其中，黑色加粗线条是润滑油在第一回油腔中回油的线路。

图6是图3中B部的局部放大图，其中，黑色加粗线条是润滑油在第二回油腔中回油的线路。

图7是图3中B部的局部放大图，其中，黑色加粗线条是排水道的排水线路。

图8是是图1中b向剖视图，为箱体上的输出轴的剖视图。

图中，1、箱体，101、上箱体，102、下箱体，2、输出轴，3、输入轴，4、车轴轴承座，5、输入轴轴承座，6、加强筋，601、加强筋，7、内静环，8、外静环，9、甩油环，10、进油腔，11、安全鼻，12、扭力杆连接点，13、油位观测口，14、注油口，15、第一输入集油槽，16、第二输入集油槽，17、第一回油腔，18、第二回油腔，19、排水腔，20、排水道。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体的阐述。

如图1、图2、图3和图8所示，本发明的一种用于轨道交通车辆的齿轮箱，包括箱体1、输出轴2和输入轴3。箱体1由前至后分别布置车轴轴承座4和输入轴轴承座5，轴承座轴孔中心线相互平行。箱体1包括上箱体101和下箱体102，上箱体101和下箱体102都采用铸造件，两者固定连接，并且外表面分布加强筋6。该加强筋6由轴承座向外缘延伸。输入轴3穿过输入轴轴承座5，输出轴2穿过车轴轴承座4，输出轴2和输入轴3通过齿轮连接；上箱体101和下箱体102之间的结合面通过车轴轴承座4轴心线。结合面呈倾斜布置，其中以结合面与水平方向的夹角为25度为佳。将结合面改为倾斜布置，一方面可以方便拆卸和维修，另一方面可以为扭力杆的布置预留出足够的空间。输入轴轴承座5位于下箱体102；下箱体102端面设置安全鼻11；当齿轮箱上的扭力杆断裂时，安全鼻11可以防止齿轮箱的转动。下箱体102端面底端设置扭力杆连接点12。箱体1与扭力杆的连接点12水平方向尽量接近输入轴3轴心线，尽量减小运行时齿轮箱输入轴3与电机轴中心的位移差。轴与箱体1的结合部设置迷宫式油封。

为防止加油过量，下箱体102上设置注油口14。注油口14的位置略高于最高油位。这样，当加油足量时，油会从注油口14中漫出，保证中途未知加油量加油时，不会加油过多。

为方便观测油位，下箱体102一侧设置油位观测口13。从油位观测口13中，可以看到最高油位线和最低油位线。这样，避免使用油位尺来检测油位，更便于观察油位。

为保证在运行状态下可靠地对轴承座提供润滑，上箱体101顶部有两个第一输入集油槽15，下箱体2设置一个第二输入集油槽16。

通过箱体有限元分析，根据箱体受力变形情况在合适的位置上铸造出加强筋6，保证了箱体1能够承受轨道交通齿轮箱在实际运行过程中出现的各种振动工况。加强筋6除了分布在箱体1外表面，还分布在箱体1内表面。在箱体1内表面布置时，加强筋601布置在车轴轴承座4和输入轴轴承座5之间。

如图3至图5所示，作为一种优选方案，为减小齿轮箱中的油封的轴向距离，进而缩小油封占据的空间，每套迷宫式油封均由一个内静环7、一个外静环8和一个甩油环9组成。内静环7和外静环8分别与箱体1连接，甩油环9与轴连接，并且甩油环9位于内静环7和外静环8之间；内静环7和箱体1之间形成进油腔10。甩油环9一侧平面上有两个凸台，另一侧是光滑平面；外静环8与甩油环9相对的一侧设有与甩油环9上的两个凸台相互配合的凹槽；内静环7与箱体1之间形成第一回油腔17；甩油环9、内静环7和外静环8三者之间形成第二回油腔18。其中，输出轴2油封中的内静环7与车轴轴承座4呈整体式为佳。此优选方案采用粘性流体动力密封和流阻性密封相结合的形式来联合密封箱体1。箱体1上的第一输入集油槽15和第二输入集油槽16中的润滑油通过箱体1中的管道流入进油腔10，通过输入轴3和输出轴2的转动，进油腔10中的润滑油在润滑轴承座内部的滚子形成油膜后，进入第一回油腔17。从第一回油腔17中，润滑油流入箱体1中的内道，最终流入集油槽中。

作为一种优选结构，输入轴3的油封中的内静环7与外静环8固定连接，外静环8和箱体1固定连接，甩油环9和输入轴3过盈配合。输出轴2的油封中的内静环7与输出轴2的轴承套固定连接，外静环8和输出轴2的轴承套固定连接，甩油环9和输出轴2过盈配合。

如图6所示，当润滑油在第一回油腔17中回油不及时的时候，润滑油从内静环7和甩油环9之间的间隙流入第二回油腔18中。进入第二回油腔18的润滑油，可以沿着内静环7的外壁向下流入箱体1中的内道，也可以沿着甩油环9的外壁流向外静环8的外壁，进而从外静环8的外壁流向箱体1中的内道中。其中，在润滑油进入甩油环9外壁和外静环8外壁之间的空隙时，由于甩油环9的快速旋转以及甩油环9上两个凸台的阻碍作用，润滑油会向下流动，避免了润滑油通过甩油环9和外静环8之间的空隙流到箱体1外部。整个技术方案采用非接触式机械迷宫密封，两道密封、二次回油，能够长期有效的防止齿轮箱漏油。

如图7所示，在外静环8和甩油环9之间形成排水腔19，并且在外静环8中设有与该排水腔19相通的排水道20。这样，外部渗入的水通过该排水腔19和排水道20，又流出箱体1，避免其进入油封中。

Claims (10)

1.一种用于轨道交通车辆的齿轮箱，包括箱体(1)、输出轴(2)和输入轴(3)，箱体(1)由前至后分别布置车轴轴承座(4)和输入轴轴承座(5)；箱体(1)表面分布加强筋(6)，该加强筋(6)由轴承座向外缘延伸；输入轴(3)穿过输入轴轴承座(5)，输出轴(2)穿过车轴轴承座(4)，输出轴(2)和输入轴(3)通过齿轮连接；轴与箱体(1)的结合部设置迷宫式油封，其特征在于，

所述的箱体(1)包括上箱体(101)和下箱体(102)，上箱体(101)和下箱体(102)之间的结合面通过车轴轴承座(4)轴心线，该结合面呈倾斜布置，输入轴轴承座(5)位于下箱体(102)；下箱体(102)端面设置安全鼻(11)；下箱体(102)端面底端设置扭力杆连接点(12)。

2.按照权利要求1所述的用于轨道交通车辆的齿轮箱，其特征在于，所述的下箱体(102)上设置注油口(14)。

3.按照权利要求2所述的用于轨道交通车辆的齿轮箱，其特征在于，所述的下箱体(102)一侧设置油位观测口(13)。

4.按照权利要求3所述的用于轨道交通车辆的齿轮箱，其特征在于，所述的上箱体(101)顶部分布两个第一输入集油槽(15)，下箱体(2)分布一个第二输入集油槽(16)。

5.按照权利要求4所述的用于轨道交通车辆的齿轮箱，其特征在于，在车轴轴承座(4)和输入轴轴承座(5)之间还设有加强筋(601)。

6.按照权利要求5所述的用于轨道交通车辆的齿轮箱，其特征在于，所述的结合面与水平方向的夹角为25度。

7.按照权利要求1至6中任何一项所述的用于轨道交通车辆的齿轮箱，其特征在于，所述的迷宫式油封由一个内静环(7)、一个外静环(8)和一个甩油环(9)组成；内静环(7)和外静环(8)分别与箱体(1)连接，甩油环(9)与轴连接，并且甩油环(9)位于内静环(7)和外静环(8)之间；内静环(7)和箱体(1)之间形成进油腔(10)；该甩油环(9)一侧平面上有两个凸台，另一侧是光滑平面；外静环(8)与甩油环(9)相对的一侧设有与甩油环(9)上的两个凸台相互配合的凹槽；内静环(7)与箱体(1)之间形成第一回油腔(17)；甩油环(9)、内静环(7)和外静环(8)三者之间形成第二回油腔(18)。

8.按照权利要求7所述的用于轨道交通车辆的齿轮箱，其特征在于，所述的甩油环(9)和轴过盈配合；内静环(7)和外静环(8)分别与箱体(1)中的轴承套固定连接，或者内静环(7)与外静环(8)固定连接，外静环(8)和箱体(1)固定连接。

9.按照权利要求8所述的用于轨道交通车辆的齿轮箱，其特征在于，所述输出轴(2)的迷宫式油封中的内静环(7)与输出轴(2)的轴承套呈整体式。

10.按照权利要求9所述的用于轨道交通车辆的齿轮箱，其特征在于，所述的外静环(8)和甩油环(9)之间形成排水腔(19)，并且在外静环(8)中设有与该排水腔(19)相通的排水道(20)。

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