CN104494366A - 铁路大型养路机械用驱动车轴齿轮箱轮对 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路大型养路机械用驱动车轴齿轮箱轮对，包括车轴、两个车轮，所述两个车轮分别位于车轴两端的轮座上，还包括滑动轴承、锁紧钢球、内套筒、外套筒、滚动钢球、轴用挡圈、孔用挡圈、弹簧和端盖；由锁紧钢球、球面凹槽、内套筒的径向圆柱孔及外套筒组成锁紧机构；由滚动钢球、第一半圆槽和第二半圆槽配合组成滚动球键机构；所述端盖固定于外套筒且远离车轮一侧的端面，端盖与内套筒的圆周面之间有间隙，端盖能够在内套筒上沿轴向左、右移动，在外套筒、端盖和内套筒之间形成的封闭环形内腔中安装有弹簧。本发明结构简单、操作方便，能够实现一种车轴齿轮箱轮对匹配不同轨距的功能。

Description

铁路大型养路机械用驱动车轴齿轮箱轮对

技术领域

本发明涉及一种铁路大型养路机械，尤其是大型养路机械的驱动车轴齿轮箱轮对。

背景技术

驱动车轴齿轮箱轮对广泛应用在铁路和轨道交通领域，对于自走行的大型养路机械它是必备的驱动装置。国内标准轨距是1435mm，随着中国铁路产品和施工技术走向国际市场，会遇到不同轨距的问题，如宽轨1520mm、米轨(或称为窄轨)1000mm等。目前，国内生产的大型养路机械标准轨距1435mm驱动车轴齿轮箱轮对无法匹配满足不同轨距的要求。典型的组装完毕的定轴轨驱动车轴齿轮箱轮对见附图1所示，车轮通过过盈配合安装在车轴的轮座上，齿轮传动装置(或称为驱动车轴齿轮箱)带动车轴转动，车轮随车轴转动，从而驱动整车运动，两车轮之间的距离1435mm只满足国内标准轨距，这个距离是固定的，不能移动，不适用于不同轨距的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现在两种不同轨距条件下的使用，且结构简单、便于操作的铁路大型养路机械用驱动车轴齿轮箱轮对。

实现上述目的所采用的技术方案为：一种铁路大型养路机械用驱动车轴齿轮箱轮对，包括车轴、两个车轮，所述两个车轮分别位于在车轴两端的轮座上， 还包括滑动轴承、锁紧钢球、内套筒、外套筒、滚动钢球、轴用挡圈、孔用挡圈、弹簧和端盖；所述两个车轮均具有向车轴中部延伸的轮毂，轮毂的外圆上铣有至少两排球面凹槽和若干列轴向的第一半圆槽；所述滑动轴承过盈连接在车轴上，所述车轮的内孔与滑动轴承间隙配合，车轮能够在滑动轴承上沿着轴向左、右移动；所述外套筒的内腔有环形凹槽，所述内套筒开有径向圆柱孔和若干列轴向的第二半圆槽，所述径向圆柱孔与锁紧钢球配合，能够对锁紧钢球轴向限位，所述第二半圆槽与径向圆柱孔的位置错开，内套筒过盈连接在车轴上，外套筒与内套筒间隙配合，外套筒能够在内套筒上沿轴向左、右移动；所述锁紧钢球位于轮毂上的球面凹槽及内套筒的径向圆柱孔中，且由锁紧钢球、球面凹槽、内套筒的径向圆柱孔及外套筒组成锁紧机构； 所述滚动钢球位于由轮毂上的若干列第一半圆槽和内套筒上的若干列第二半圆槽组成的若干列整圆槽内，且由滚动钢球、第一半圆槽和第二半圆槽配合组成滚动球键机构；所述端盖固定于外套筒的远离车轮一侧的端面，端盖与内套筒的圆周面之间有间隙，端盖能够在内套筒上沿轴向左、右移动，且在外套筒、端盖和内套筒之间形成的环形内腔中安装有弹簧。

所述车轴的两端分别具有轴箱轴承。

所述轮毂上的球面凹槽的排数为2～4，每排周向均布3～6个球面凹槽，所述锁紧钢球的数量与每排球面凹槽的数量相同，所述内套筒上的径向圆柱孔的数量也与每排球面凹槽的数量一致，且径向圆柱孔中心与球面凹槽的中心相应。

所述轮毂上的第一半圆槽的数量为3～6列，列数与每排球面凹槽的数量一致，且均布在轮毂的外圆上，与轮毂上的球面凹槽位置错开，所述内套筒上的第二半圆槽的列数和大小均与第一半圆槽)相同。

所述若干列整圆槽内每列滚动钢球的数量为3～6个，所述孔用挡圈和轴用挡圈安装在若干列整圆槽内每列滚动钢球的两端。

本发明具有以下特点和效果：

1)锁紧钢球位于球面凹槽内时，由于锁紧机构的作用，车轮被锁住，在轴向不能移动，径向也不能转动。同时，滚动球键机构也能限制车轮的径向转动，因此，在锁紧机构和滚动球键机构的双重作用下，车轮与车轴联接为一体，能够有效传递驱动车轴齿轮箱输出的运动和扭矩，具有运行稳定可靠的特点。

2)当车轮变轨距时，只需要在端盖上施加足够大的压力，克服弹簧的压缩力，在环形凹槽随弹簧移动到锁紧钢球中心时，再移动车轮，锁紧钢球从对应的球面凹槽脱出，当车轮移至另一个设定的轨距时(可以是从宽轨距移至窄轨距，反之亦可)，锁紧钢球又落入对应的球面凹槽，在这个过程中，各列整圆槽内的滚动钢球也随之移动，起到一定的导向作用。在车轮完成轨距更换后，撤除施加在端盖上的压力，弹簧带动外套筒、端盖恢复至原始位置。车轮、锁紧钢球、滚动钢球在新的轨距位置，此时，在锁紧机构和滚动球键机构的联合作用下，新位置下的车轮和车轴也是固定在一起的，不能被移动，至此完成了驱动车轴齿轮箱轮对轨距变换过程，实现轨距变大或变小的功能，而且变换轨距后不影响轮轴的作用和工作效果,实现一种车轴齿轮箱轮对，可以在两种轨距条件下使用，从而改变每种轨距均需要设计制造出一种对应车轴齿轮箱轮对的现状。本发明具有操作简便快捷的特点，此外，结构简单。

附图说明

以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。

图1是现有技术的定轨距驱动车轴齿轮箱轮对的结构示意图；

图2是本发明的铁路大型养路机械用驱动车轴齿轮箱轮对的结构示意图（显示锁紧机构）；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图2的在另一位置剖切时的结构示意图（显示滚动球键机构）；

图5是本发明中的锁紧机构在变换轨距过程中的放大示意图；

图6是本发明在变轨后的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，现有技术的定轨距驱动车轴齿轮箱轮对，包括车轴14、驱动车轴齿轮箱7和两个车轮2，所述两个车轮2分别过盈配合固定在车轴14两端的轮座上。

如图2～6所示，本发明的一种铁路大型养路机械用驱动车轴齿轮箱轮对，包括车轴14、两个车轮2，所述两个车轮2分别位于在车轴14两端的轮座上， 还包括滑动轴承3、锁紧钢球4、内套筒6、外套筒5、滚动钢球12、轴用挡圈11、孔用挡圈13、弹簧10和端盖9；所述两个车轮2均具有向车轴14中部延伸的轮毂2-1，轮毂2-1的外圆上铣有至少两排球面凹槽2-2和若干列轴向的第一半圆槽2-3；所述滑动轴承3过盈连接在车轴14上，所述车轮2的内孔与滑动轴承3间隙配合，车轮2能够在滑动轴承3上沿着轴向左、右移动；所述外套筒5的内腔有环形凹槽5-1，所述内套筒6开有径向圆柱孔6-1和若干列轴向的第二半圆槽6-2，所述径向圆柱孔6-1与锁紧钢球4配合，能够对锁紧钢球4轴向限位，所述第二半圆槽6-2与径向圆柱孔6-1的位置错开，内套筒6过盈连接在车轴14上，外套筒5与内套筒6间隙配合，外套筒5能够在内套筒6上沿轴向左、右移动；所述锁紧钢球4位于轮毂2-1上的球面凹槽2-2及内套筒6的径向圆柱孔6-1中，且由锁紧钢球4、球面凹槽2-2、内套筒6的径向圆柱孔6-1及外套筒5组成锁紧机构； 所述滚动钢球12位于由轮毂2-1上的若干列第一半圆槽2-3和内套筒6上的若干列第二半圆槽6-2组成的若干列整圆槽内，且由滚动钢球12、第一半圆槽2-3和第二半圆槽6-2配合组成滚动球键机构；所述端盖9固定于外套筒5的远离车轮2一侧的端面，端盖9与内套筒6的圆周面之间有间隙，端盖9能够在内套筒6上沿轴向左、右移动，且在外套筒5、端盖9和内套筒6之间形成的环形内腔中安装有弹簧10。

如图2、4、6所示，所述车轴14的两端分别具有轴箱轴承1。

如图3、5所示，所述轮毂2-1上的球面凹槽2-2的排数为2～4，每排周向均布3～6个球面凹槽2-2，所述锁紧钢球4的数量与每排球面凹槽2-2的数量相同，所述内套筒6上的径向圆柱孔6-1的数量也与每排球面凹槽2-2的数量一致，且径向圆柱孔6-1中心与球面凹槽2-2的中心相应。本实施例中球面凹槽2-2为2排，两排球面凹槽2-2的中心距 为两种轨距之差的一半，即为                                                (本实施例中以S₁=1435mm(标准轨距)，S₂=1520mm(宽轨距)为例)，每排均布的球面凹槽2-2为4个，第一半圆槽2-3数量为4列，也均布在轮毂2-1的外圆上，与轮毂2-1上的球面凹槽2-2位置错开。

如图3、5所示，所述轮毂2-1上的第一半圆槽2-3的数量为3～6列(图中显示第一半圆槽列数为4列)，列数与每排球面凹槽2-2的数量一致，且均布在轮毂2-1的外圆上，与轮毂2-1上的球面凹槽2-2位置错开，所述内套筒6上的第二半圆槽6-2的列数和大小均与第一半圆槽2-3相同。

如图3、4所示，所述若干列整圆槽内每列滚动钢球12的数量为3～6个(本实施例为3个)，所述孔用挡圈13和轴用挡圈11安装在若干列整圆槽内每列滚动钢球12的两端。

如图2～6所示，本发明的使用过程如下：

以标准轨距S₁=1435mm变换到宽轨轨距 S₂=1520mm为例：首先，在端盖9上施加足够大的压力，克服弹簧10的压缩力，使得端盖9和外套筒5朝靠近车轮2一侧的轴向移动，当外套筒5内部的环形凹槽5-1移动至锁紧钢球4的中心位置时，再往外侧移动车轮2，锁紧钢球4先从S₁位置对应的球面凹槽2-2脱出，车轮2继续往外侧移动，直至锁紧钢球4最后落入S₂位置对应的球面凹槽2-2中。在此过程中，滚动钢球12在第一半圆槽2-3和第二半圆槽6-2组成的整圆槽内移动，在轴向起一定的导向作用。每列滚动钢球12两端分别安装有轴用挡圈11、孔用挡圈13，防止滚动钢球12在移动过程中及轮轴工作时脱落。当车轮2和锁紧钢球4达到S₂位置时，撤除端盖9上的外力，使弹簧10和外套筒5恢复至原位，见图6所示，即实现了从标准轨距变换到宽轨轨距 的功能。

如图6所示，当车轮2移至新位置S₂时，轴向被由锁紧钢球4、车轮轮毂2-1的球面凹槽2-2、内套筒6的圆柱孔及外套筒5组成的锁紧机构固定住，在轴向不能移动，在径向也不能转动。

如图4所示，车轮2的圆周方向被由滚动钢球12、第一半圆槽2-3、第二半圆槽6-2组成的滚动球键机构锁定，使车轮2相对车轴14不能转动，同时由于锁紧机构也能起到防止车轮2相对车轴14转动的作用。因此，车轮在圆周方向(径向)具有双重锁紧效果。

驱动车轴齿轮箱7输出的扭矩和运动，经由车轴14，并通过滚动球键机构及锁紧机构传递到车轮2上，最后作用在钢轨15上，从而实现变轨后轮轴工作效果不变的功能。

由S₂轨距变回S₁轨距时，区别是车轮2内侧距变小，即从宽轨轨距变为标准轨距或窄轨(米轨)轨距，过程和原理类似，这里不再重述。

Claims (5)

1.一种铁路大型养路机械用驱动车轴齿轮箱轮对，包括车轴(14) 、两个车轮(2)，所述两个车轮(2)分别位于在车轴(14)两端的轮座上，其特征在于：

a、还包括滑动轴承(3)、锁紧钢球(4)、内套筒(6)、外套筒(5)、滚动钢球(12)、轴用挡圈(11)、孔用挡圈(13)、弹簧(10)和端盖(9)；

b、所述两个车轮(2)均具有向车轴(14)中部延伸的轮毂(2-1)，轮毂(2-1)的外圆上铣有至少两排球面凹槽(2-2)和若干列轴向的第一半圆槽(2-3)；

c、所述滑动轴承(3)过盈连接在车轴(14)上，所述车轮(2)的内孔与滑动轴承(3)间隙配合，车轮(2)能够在滑动轴承(3)上沿着轴向左、右移动；

d、所述外套筒(5)的内腔有环形凹槽(5-1)，所述内套筒(6)开有径向圆柱孔(6-1)和若干列轴向的第二半圆槽(6-2)，所述径向圆柱孔(6-1)与锁紧钢球(4)配合，能够对锁紧钢球(4)轴向限位，所述第二半圆槽(6-2)与径向圆柱孔(6-1)的位置错开，内套筒(6)过盈连接在车轴(14)上，外套筒(5)与内套筒(6)间隙配合，外套筒(5)能够在内套筒(6)上沿轴向左、右移动；

e、所述锁紧钢球(4)位于轮毂(2-1)上的球面凹槽(2-2)及内套筒(6)的径向圆柱孔(6-1)中，且由锁紧钢球(4)、球面凹槽(2-2)、内套筒(6)的径向圆柱孔(6-1)及外套筒(5)组成锁紧机构；

f、所述滚动钢球(12)位于由轮毂(2-1)上的若干列第一半圆槽(2-3)和内套筒(6)上的若干列第二半圆槽(6-2)组成的若干列整圆槽内，且由滚动钢球(12)、第一半圆槽(2-3)和第二半圆槽(6-2)配合组成滚动球键机构；

g、所述端盖(9)固定于外套筒(5)的远离车轮(2)一侧的端面，端盖(9)与内套筒(6)的圆周面之间有间隙，端盖(9)能够在内套筒(6)上沿轴向左、右移动，且在外套筒(5)、端盖(9)和内套筒(6)之间形成的环形内腔中安装有弹簧(10)。

2.根据权利要求1所述的铁路大型养路机械用驱动车轴齿轮箱轮对，其特征在于：所述车轴(14)的两端分别具有轴箱轴承(1)。

3.根据权利要求1所述的铁路大型养路机械用驱动车轴齿轮箱轮对，其特征在于：所述轮毂(2-1)上的球面凹槽(2-2)的排数为2～4，每排周向均布3～6个球面凹槽(2-2)，所述锁紧钢球(4)的数量与每排球面凹槽(2-2)的数量相同，所述内套筒(6)上的径向圆柱孔(6-1)的数量也与每排球面凹槽(2-2)的数量一致，且径向圆柱孔(6-1)中心与球面凹槽(2-2)的中心相应。

4. 根据权利要求1所述的铁路大型养路机械用驱动车轴齿轮箱轮对，其特征在于：所述轮毂(2-1)上的第一半圆槽(2-3)的数量为3～6列，列数与每排球面凹槽(2-2)的数量一致，且均布在轮毂(2-1)的外圆上，与轮毂(2-1)上的球面凹槽(2-2)位置错开，所述内套筒(6)上的第二半圆槽(6-2)的列数和大小均与第一半圆槽(2-3)相同。

5.根据权利要求1所述的铁路大型养路机械用驱动车轴齿轮箱轮对，其特征在于：所述若干列整圆槽内每列滚动钢球(12)的数量为3～6个，所述孔用挡圈(13)和轴用挡圈(11)安装在若干列整圆槽内每列滚动钢球(12)的两端。