CN105299194B - 一种地铁机车车轴齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁机车车轴齿轮箱，包括由上箱体、中箱体和下箱体组成的箱体，上箱体内安装有第一轴总成，中箱体内设有第二轴总成，下箱体内安装有第三轴总成；上箱体上设有通气器，下箱体内设有油尺；箱体的底部设有齿轮油泵，齿轮油泵的输入轴通过传动齿轮与第三轴总成上的输出齿轮啮合。本发明的车轴齿轮箱，具有良好的机械性能，可以实现动力的多级传输，同时润滑系统的齿轮油泵通过第二轴总成带动，润滑效果更好，不易出现误差。同时，本发明设置了良好的通气器，可以多油雾进行良好的处理，并提高了箱体的减震隔噪效果。

Description

一种地铁机车车轴齿轮箱

技术领域

本发明涉及地铁机车传动装置，具体涉及到一种地铁机车车轴齿轮箱。

背景技术

现有的城际动车组用齿轮箱润滑采用飞溅润滑方式，即通过从动齿轮的转动把齿轮箱底部存储的润滑油带到小齿轮和齿轮箱的内壁上，再通过专门设置的油路对轴承进行润滑。

从动齿轮轴承内圈通过过盈配合直接安装在车轴上，外圈直接与齿轮箱体进行配合，即轴承座设置在齿轮箱体上，由于齿轮箱体由上箱体、下箱体两部分构成，分箱面通过从动齿轮轴承座，齿轮箱的加工误差、装配误差、以及车辆运行过程中分箱面间的轻微窜动，都会降低从动齿轮轴承的寿命，严重的甚至会使轴承发生故障。另外，由于城际动车组车辆运行速度较高，齿轮箱轴承和齿轮的转速也明显提高，导致齿轮箱内部的气压较高，会发生回油不畅的情况，从而在从动齿轮两侧的外端盖与箱体间会有渗油现象发生，渗油会导致从动齿轮轴承润滑不良。同时，在齿轮箱组装过程中，从动齿轮轴承轴向间隙的调整是通过配磨密封件实现，这种间隙调整方式导致齿轮箱组装工艺复杂、效率低下。

同时，现有的车轴齿轮箱大多采用平行的传动方式，使得传动的效率比不容易控制，而且在进行高速运转时也容易出现安全问题。现有的齿轮箱的润滑系统与传动轴相互独立，润滑油形成的油雾大多直接排放到空气中，同时对油雾的处理也不恰当。

发明内容

本发明的目的是提供一种地铁机车车轴齿轮箱，具有良好的传动效率，振动小，隔噪效果良好，性能可靠的优点。

为达上述目的，本发明的一个实施例中提供了一种地铁机车车轴齿轮箱，包括由上箱体、中箱体和下箱体组成的箱体；

上箱体内安装有第一轴总成，中箱体内设有第二轴总成，下箱体内安装有第三轴总成；第一轴总成通过圆柱斜齿轮与第二轴总成啮合平行减速传动，第二轴总成通过螺旋锥齿轮与第三轴总成啮合正交减速传动；

上箱体上设有用于实现箱体内外气体交换的通气器，下箱体内设有检测油量高度的油尺；箱体的底部设有润滑系统，所述润滑系统包括齿轮油泵，齿轮油泵的输入轴通过传动齿轮与第三轴总成上的输出齿轮啮合。

优选的，上箱体和中箱体通过螺栓固定，中箱体和下箱体通过螺栓固定。

优选的，上箱体上设有吊杆。

优选的，第一轴总成与第二轴总成的轴线相互平行，第二轴总成与第三轴总成的轴线相互垂直。

优选的，箱体尺寸小于或等于长1070㎜×宽787㎜×高852㎜。

优选的，箱体采用ZG230～450材料铸造而成，箱体壁厚为12mm。

优选的，第一轴总成与第二轴总成的减速比为1.8~1.9，所述第二轴总成与第三轴总成的减速比为1.5~1.7。

优选的，齿轮油泵为双向齿轮油泵。

优选的，齿轮油泵的输入轴中心线与第二轴总成中心线的距离为191mm。

优选的，箱体外表面上设有竖直排列的减震条，减震条上横置有减震片，减震片上设有用于与所述减震条卡接的卡槽，卡槽的尾端设有半圆形的减震腔；减震腔内设有若干与减震条接触减震脚；减震脚的两端为柱状的支撑部，其中间椭圆状为膨大部。

优选的，通气器包括外壳和设置在外壳内部的内壳，内壳的底部设有进气管，内壳的内部腔体设置有一个向下凹陷的下弧面板，下弧面板的最低处设有滴孔，下弧面板靠近内壳内壁的区域上设有气孔；下弧面板上设有筛网，筛网上设有上弧面板，上弧面板的中部设有出气口；进气管和下弧面板之间设有转，转动板的两端可转动的嵌入在内壳内壁内；转动板上的中部两侧均设有叶片，叶片为弧形叶片，叶片的半径沿转动板的中心线向转动板中部逐渐减小。

综上所述，本发明具有以下优点：

本发明的车轴齿轮箱，具有良好的机械性能，可以实现动力的多级传输，同时润滑系统的齿轮油泵通过第二轴总成带动，润滑效果更好，不易出现误差。同时，本发明设置了良好的通气器，可以多油雾进行良好的处理，并提高了箱体的减震隔噪效果。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的左视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为第一轴总成的示意图；

图5为第二轴总成的示意图；

图6为第三轴总成的示意图；

图7为吊杆的示意图；

图8为通气器的示意图；

图9为减震条和减震片的配合示意图；

图10为减震脚的示意图。

其中，1、上箱体；2、中箱体；3、通气器；4、下箱体；5、第一轴总成；6、第二轴总成；7、第三轴总成；8、油尺；9、齿轮油泵；10、吊杆；11、减震条；12、减震片；13、卡槽；14、减震腔；15、减震脚；151、支撑部；152、膨大部；31、外壳；32、内壳；33、封冒；34、进气管；36、滴孔；37、气孔；38、筛网；39、上弧面板；310、出气口；311、海绵；312、透气口；313、干燥剂；314、转动板。

具体实施方式

本发明提供了一种地铁机车车轴齿轮箱，包括由上箱体1、中箱体2和下箱体4组成的箱体。箱体尺寸小于或等于长1070㎜×宽787㎜×高852㎜；箱体采用ZG230～450材料铸造而成，箱体壁厚为12mm。上箱体1和中箱体2通过螺栓固定，中箱体2和下箱体4通过螺栓固定，可以便于箱体的拆卸和维修；上箱体上设有吊杆10，便于与车轴上其他装置进行配合。

上箱体1内安装有第一轴总成5，中箱体2内设有第二轴总成6，下箱体4内安装有第三轴总成7。第一轴总成5通过圆柱斜齿轮与第二轴总成6啮合平行减速传动，第二轴总成6通过螺旋锥齿轮与第三轴总成7啮合正交减速传动。第一轴总成5与第二轴总成6的减速比可以为1.8~1.9，第二轴总成6与第三轴总成7的减速比可以为1.5~1.7。本发明中所述的平行减速传动是指第一轴总成5与第二轴总成6的轴线是相互平行的，正交减速传动是指第二轴总成6的轴线与第三轴总成7的轴线是相互垂直的。第一轴总成5可以位于上箱体1与中箱体2分箱面之间；第二轴总成6与第三轴总成7位于中箱体2和下箱体4分箱面之间。

第一轴总成5为轴和圆柱斜齿轮采用锥度配合过盈方式装配，圆柱斜齿轮采用合金结构钢20CrMoA渗碳淬火处理制成，轴采用合金钢40Cr调制处理制成。第二轴总成6为螺旋锥齿轮轴和圆柱斜齿轮通过锥度配合过盈方式装配，螺旋锥齿轮轴和圆柱斜齿轮均采用合金结构钢20CrMoA渗碳淬火处理制成。第三轴总成7为车轴与螺旋锥齿轮采用过盈方式装配，车轴型式为B-B，采用JZ材料制成，螺旋锥齿轮采用合金结构钢20CrMoA渗碳淬火处理制成。

上箱体1上设有用于实现箱体内外气体交换的通气器3，下箱体4内设有检测油量高度的油尺8；箱体的底部设有齿轮油泵9，齿轮油泵9的输入轴通过传动齿轮与第三轴总成7上的输出齿轮啮合；该齿轮油泵9为双向齿轮油泵；齿轮油泵的输入轴中心线与第二轴总成中心线6的距离为191mm。

本发明的第一轴总成5与第二轴总成6的轴线相互平行，第二轴总成6与第三轴总成7的轴线相互垂直。第一轴总成5与第二轴总成6的轴线平行且中心距为377.669mm，通过一对圆柱斜齿轮副来实现平行传动，圆柱斜齿轮副法向模数Mn=9mm、齿数比21/58、压力角20°、螺旋角16.5°、齿轮法向变位系数+0.412/+0.1229、齿轮齿宽105/110、齿轮与轴均采用锥度配合过盈装配、齿轮均采用材料20CrMoA渗碳淬火处理制成、齿轮精度6级、第一轴总成5的中轴采用材料40Cr调制处理制成、第二轴总成6中螺旋锥齿轮轴采用材料20CrMoA渗碳淬火处理制成。第二轴总成6和第三轴总成7采用格里森螺旋锥齿轮副来实现正交传动，格里森弧齿锥齿轮采用等顶隙收缩齿制式大端端面模数Ms=14mm、齿数比22/36、齿宽中点螺旋角35°、切向变位系数±0.025、径向变位系数±0.24435、齿宽80mm、精度等级7级；润滑系统油泵齿轮与车轴齿轮齿轮副为圆柱直齿齿轮副模数M=2mm、齿数比33/158、螺旋角0°、压力角20°、齿宽20/25mm、精度等级7级，格里森弧齿锥齿轮副采用齿顶高系数0.85，顶隙系数0.188的标准值；圆柱齿轮副采用法向齿顶高系数1.0和法向顶隙系数0.35的标准值，各齿轮副均采用优质合金结构钢锻件20CrMnMoA制造，并且在设计时考虑到轴向力的作用尽量少影响到轴承和齿轮啮合的性能。

第一轴总成5选用三组高寿命铁道轴承安装固定，即一组四点球接触轴承QJ224、一组圆柱滚子轴承NU226、一组圆柱滚子轴承NU224E；第二轴总成6同样选用三组高寿命铁道轴承安装，即一组四点球接触轴承QJ224、两组圆柱滚子轴NU226；第三轴总成7也选用三组高寿命铁道轴承安装；即一组四点球接触轴承QJ1044、两组圆柱滚子轴NU1044，给定各轴的轴向调整间隙以保证各轴承寿命都在25000小时以上。

第一轴总成5中轴采用材料40Cr调制处理制成，圆柱斜齿轮采用材料20CrMoA渗碳淬火处理制成；第二轴总成6中弧齿螺旋锥齿轮轴和圆柱斜齿轮均采用合金结构钢20CrMoA渗碳淬火处理制造；第三轴总成7中弧齿螺旋锥齿轮采用合金结构钢20CrMoA渗碳淬火处理制造 ，车轴型式为B-B，采用材料JZ制成。第一轴总成5、第二轴总成6和第三轴总成7均采用机械迷宫密封的方式进行密封，在车轴齿轮箱中箱体顶部还放置有通气器以保证该车轴齿轮箱内部受热膨胀的空气能够自由排出以保持箱体内外压力平衡能够确保该车轴齿轮箱在极其恶劣的工况下均不漏油。

箱体内部的润滑系统配置有齿轮油泵，采用可以双向旋转的齿轮油泵进行压力供油润滑齿轮与轴承，可以保证供油充分并且及时带走摩擦热以冷却轴承和格里森弧齿锥齿轮副，所用润滑油加油均经过过滤处理，过滤精度不低于0.05使得轴承和齿轮副在高速、重载的条件下均能够正常工作，润滑油采用GB/T5903-1995规定的L-CKC320中载荷工业齿轮油，该油能够很好地满足所述车轴齿轮箱要求的高温、低温、高速、重载和其它恶劣工况条件。润滑油路全部在箱体内部，避免了机车在高速运行中飞石击打润滑管路造成管路破裂漏油从而导致润滑油不足引起轴承温度过高烧掉的情况发生。润滑系统的动力来源于第三轴总成旋转带动齿轮油泵动作，实现供油润滑，再通过润滑油路给轴承供油，由于该车轴齿轮箱结构比较紧凑，可以通过齿轮油泵以循环油流量供油润滑与通过车轴齿轮箱齿轮搅油实现润滑油飞溅相结合的润滑方式来实现润滑齿轮副与轴承，可以保证该车轴齿轮箱齿轮副与轴承运动部件均能够得到充分的冷却和润滑。因此，良好的润滑条件缓和了本车轴齿轮箱在高速、重载条件下的冲击和振动，减轻了各运动部件的磨损，延长了本车轴齿轮箱的使用寿命。

箱体外表面上设有竖直排列的减震条11，减震条11上横置有减震片12，减震片12上设有用于与减震条11卡接的卡槽13，卡槽13的尾端设有半圆形的减震腔14；减震腔14内设有若干与减震条11接触减震脚15；减震脚15的两端为柱状的支撑部151，其中间椭圆状为膨大部152。通过对噪声的检测，箱体外部的减震条震动感较强，说明控制其振动则可以有效减低噪声。本发明将减震条置于减震腔内，且通过具有膨大部的减震脚，进一步抵消缓存振动强度，让振动能量在减震腔内的膨大部得到释放，且不易传递至外部，进而降低了噪声。

本发明的通气器3包括外壳31和设置在外壳31内部的内壳32，内壳32的底部设有进气管34，内壳32的内部腔体设置有一个向下凹陷的下弧面板，下弧面板的最低处设有滴孔36，下弧面板靠近内壳32内壁的区域上设有气孔37；下弧面板上设有筛网38，筛网38上设有上弧面板39，上弧面板39的中部设有出气口310；进气管34和下弧面板之间设有转动板314，转动板314的两端可转动的嵌入在内壳32内壁内；转动板314上的中部两侧均设有叶片，叶片为弧形叶片，叶片的半径沿转动板的中心线向转动板中部逐渐减小。

外壳31和内壳32的顶端处设有气流通道和封帽33，外壳31和内壳32之间具有腔体，腔体内设有干燥剂313，底部设有海绵311和透气口312。在箱体内形成的雾化油经过下弧面板的气孔处理后，在下弧面板避上形成油膜，进而顺着弧度通过滴孔流出，未完全去除的雾化油在经过上弧面板的处理后，在另一个弧面上进行处理，进而形成油膜下滴。本发明让雾化油通过两个相反的弧面板，自动将雾化油处理。叶片为弧形叶片，弧形叶片的正上方为气孔所在区域，转动板的中部正上方为滴孔36所在位置。油雾在进入内壳32后，在弧形叶片的引流下进入气孔所在区域，同时也延长了油雾的行走路径，使得其会优先进入气孔。

Claims (8)

1.一种地铁机车车轴齿轮箱，包括由上箱体、中箱体和下箱体组成的箱体，其特征在于：

所述上箱体内安装有第一轴总成，中箱体内设有第二轴总成，下箱体内安装有第三轴总成；所述第一轴总成通过圆柱斜齿轮与第二轴总成啮合平行减速传动，所述第二轴总成通过螺旋锥齿轮与第三轴总成啮合正交减速传动；

所述上箱体上设有用于实现箱体内外气体交换的通气器，所述下箱体内设有检测油量高度的油尺；所述箱体的底部设有润滑系统，所述润滑系统包括齿轮油泵，所述齿轮油泵的输入轴通过传动齿轮与所述第三轴总成上的输出齿轮啮合；所述箱体外表面上设有竖直排列的减震条，所述减震条上横置有减震片，所述减震片上设有用于与所述减震条卡接的卡槽，所述卡槽的尾端设有半圆形的减震腔；所述减震腔内设有若干与减震条接触减震脚；所述减震脚的两端为柱状的支撑部，其中间椭圆状为膨大部；

所述第一轴总成与第二轴总成的减速比为1.8~1.9，所述第二轴总成与第三轴总成的减速比为1.5~1.7。

2.如权利要求1所述的地铁机车车轴齿轮箱，其特征在于：所述上箱体和中箱体通过螺栓固定，所述中箱体和下箱体通过螺栓固定。

3.如权利要求1所述的地铁机车车轴齿轮箱，其特征在于：所述上箱体上设有吊杆。

4.如权利要求1所述的地铁机车车轴齿轮箱，其特征在于：所述第一轴总成与第二轴总成的轴线相互平行，第二轴总成与第三轴总成的轴线相互垂直。

5.如权利要求1所述的地铁机车车轴齿轮箱，其特征在于：所述箱体尺寸小于或等于长1070㎜×宽787㎜×高852㎜。

6.如权利要求1所述的地铁机车车轴齿轮箱，其特征在于：所述箱体采用ZG230～450材料铸造而成，箱体壁厚为12mm。

7.如权利要求1所述的地铁机车车轴齿轮箱，其特征在于：所述齿轮油泵为双向齿轮油泵。

8.如权利要求1所述的地铁机车车轴齿轮箱，其特征在于：所述齿轮油泵的输入轴中心线与第二轴总成中心线的距离为191mm。