CN105452731B - 平行万向节传动方式的铁路车辆用齿轮装置 - Google Patents

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Abstract

本发明以提供一种仅以二维的齿面修整就能够降低大齿轮和小齿轮啮合时所产生的振动和噪音的低成本的平行万向节传动方式的铁路车辆用齿轮装置。其具有成对的螺旋小齿轮(1)和螺旋大齿轮(2)，成对的螺旋小齿轮(1)和螺旋大齿轮(2)分别具有模数为4～8、压力角为20～30°以及扭转角为15～30°的齿轮规格，对螺旋小齿轮的齿向方向的齿面实施鼓形修整，齿面(11)具有：顶点(11a)位于螺旋小齿轮的齿宽方向中央区域，由单一的正弦函数来表示的且遍及螺旋小齿轮的齿宽方向上整个宽度的正弦曲线形状。

Description

平行万向节传动方式的铁路车辆用齿轮装置
技术领域
本发明涉及一种具有一对螺旋大齿轮和螺旋小齿轮的平行万向节传动方式的铁路车辆用齿轮装置，其中一对螺旋大齿轮和螺旋小齿轮分别具有模数为4～8、压力角为20～30°以及扭转角为15～30°的齿轮规格。
背景技术
平行万向节传动方式的铁路车辆是将固定于车体的主电动机所产生的扭矩借助挠性联轴器、齿轮装置而传递给车轴，来使设置于车轴的车轮旋转，从而在轨道上行驶。使用于这种铁路车辆上的齿轮装置(以下仅称作“齿轮装置”)具有成对的螺旋大齿轮(以下仅称作“大齿轮”)和螺旋小齿轮(以下仅称作“小齿轮”)，一边相互啮合一边旋转地传递扭矩。这种情况下，固定于与挠性联轴器连结的旋转轴的小齿轮和固定于车轴的大齿轮被收纳于齿轮箱内，位于小齿轮的轴向两侧位置的旋转轴部分分别借助第1圆锥磙子轴承而被轴支撑于齿轮箱，而其位于大齿轮的轴向两侧位置的车轴部分分别借助第2圆锥磙子轴承而被轴支撑于齿轮箱。
根据这种齿轮装置，例如，用于供给圆锥磙子轴承的润滑油的粘度因为温度变化而发生变动，引起润滑不良时，会带来圆锥磙子轴承被烧损的不良问题。因此，在这种齿轮装置中，一般进行如下所述的组装，即，通过垫片来进行第1以及第2两圆锥磙子轴承的内圈以及外圈与磙子的各轴向间隙、所谓轴向间隙值(σs)的调整，与一般工业用齿轮装置的轴向间隙值(20～30μm)相比较，能够达到非常大的轴向间隙值(例如，在小齿轮一方，σs：60～170μm；在大齿轮一方，σs：80～210μm)。在较大地设定了轴向间隙值的情况下，圆锥磙子轴承的旋转轴周围的晃动量变大，伴随于此，小齿轮的旋转轴的轴心的倾斜也变大。其结果，行驶时(小齿轮旋转时)，挠性联轴器一旦发生振动，小齿轮就会产生较大的进动，从而会对成对的大齿轮和小齿轮的啮合带来不良影响。
在此，在大齿轮一方，其轴向间隙值虽然与小齿轮的轴向间隙值相比较，设定得更大，但是，通常情况下，固定大齿轮的车轴其自身的轴长尺寸较长，而且，由于借助分别从外侧安装于车轴两端的车轮而被轨道所支撑等，因此，即使较大地设定了轴向间隙值，也可以看成是：几乎不会对成对的大齿轮和小齿轮间的啮合带来不良影响。由此，在大齿轮一方不实施：针对齿高方向的齿面进行的齿形修整、或者针对齿向方向的齿面进行的鼓形修整以及削端修整，仅仅在小齿轮一方实施：针对齿高方向的齿面进行的齿形修整、和针对齿向方向的齿面进行的鼓形(crowning)修整以及削端(relieving)修整，这种改善大齿轮和小齿轮间的啮合的技术在以往就进行了。
即，针对小齿轮，例如，在齿顶的规定范围和齿根的规定范围内，以齿宽整体在齿向方向上一致的形状来实施规定值(例如，齿宽70mm时，为20～30μm)的齿形修整，在齿向方向的齿面，且在齿宽方向中央区域以圆弧曲线(例如，半径R≈17685mm)来实施规定值(例如，为20μm)的鼓形修整，同时在齿宽方向两端侧，以与该鼓形修整时的圆弧曲线不同半径的圆弧曲线来实施规定值(例如，50μm)的削端(修整)，将在齿宽两端面的鼓形修整和削端修整合计起来之后的齿向方向的修整量作为规定值(例如，为70μm)，来实施二维的齿面修整。
不过，近年来，伴随着要求进一步提高铁路车辆速度所带来的电动机的高速运转化，小齿轮的转速日趋得以提高。由此，在大齿轮和小齿轮之间进行扭矩传递时，如果是上述那样的齿形修整，则齿接触区域的面积变小，导致啮合率降低，在大齿轮和小齿轮啮合时所产生的振动和噪音的总体值变大，而且，总体值的主要成份亦即大齿轮和小齿轮啮合时所产生的噪音频率在2000～3000Hz范围，从而产生高频化的问题。根据等响曲线可知，人的听觉对像这种频带的噪音是最敏感的，在相同的分贝单位下，与1000Hz以下的频带的噪音相比较，人能够感觉到10倍左右的嘈杂噪音，因此会带来不愉快感。
根据专利文献1可知：以往，作为降低在大齿轮和小齿轮啮合时所产生的振动和噪音的方法，在螺旋齿轮的齿面上，留出来齿宽方向接触线齿距整数倍的宽度的完全接触线区域，而在该完全接触线区域以外的齿面，实施啮合时没有引起接触的对角接触齿面修整(即，根据齿向方向位置，实施齿高方向齿面的齿形形状逐渐不同的所谓外对角接触的三维的齿面修整)。另外，根据专利文献2可知：为了针对螺旋齿轮的齿面的有效啮合范围，在齿面的啮合接触线方向实施5～20μm的鼓形修整，以将该啮合接触线方向的鼓形修整、和用于齿顶及齿根修整和齿向修整的鼓形修整合计起来之后的最大对角接触修整量达到10～40μm的方式来对齿面实施修整(即，根据齿向方向位置，实施齿高方向齿面的齿形形状逐渐不同的所谓内对角接触的三维的齿面修整)。
然而，上述各专利文献所公开的都是实施三维的齿面修整，以往广泛使用的能够实施二维的齿面修整的齿轮磨床已经无法进行加工。由此，需要高价且高性能的齿轮磨床，设备投资需要莫大成本。而且，实施三维的齿面修整时的加工相比实施二维的齿面修整的情形，需要莫大的时间(至少5倍以上的加工时间)，生产效率极低。其结果，会产生制作螺旋齿轮需要莫大的成本的问题。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第2965913号公报
专利文献2:日本专利第4952362号公报
发明内容
本发明鉴于上述的问题，以提供一种下述的平行万向节传动方式的铁路车辆用齿轮装置作为课题，即，仅以二维的齿面修整就能够降低大齿轮和小齿轮啮合时所产生的振动和噪音的低成本的铁路车辆用齿轮装置。
为了解决上述的课题，本发明第一方案是具有成对的螺旋小齿轮和螺旋大齿轮的平行万向节传动方式的铁路车辆用齿轮装置，该成对的螺旋小齿轮和螺旋大齿轮分别具有模数为4～8、压力角为20～30°以及扭转角为15～30°的齿轮规格，对螺旋小齿轮的齿向方向的齿面实施鼓形修整，其特征在于，所述齿面具有正弦曲线形状，该正弦曲线形状其顶点位于螺旋小齿轮的齿宽方向中央区域，由单一的正弦函数来表示，且遍及螺旋小齿轮的齿宽方向上整个宽度。
根据上述构成，在小齿轮旋转时，即使小齿轮产生较大的进动，由于小齿轮和大齿轮以追随进动的方式发生齿接触，因此，最大限度地确保了齿接触区域面积，提高了齿啮合率。其结果，可以降低小齿轮和大齿轮啮合时所产生的包含边带波的振动和噪音。另外，由于仅仅实施鼓形修整来获得正弦曲线形状，因此可以利用以往广泛使用的能够实施二维的齿面修整的齿轮磨床，以同等的时间进行加工，从而可以抑制制作螺旋齿轮的成本上升。
不过，固定于旋转轴的小齿轮被收纳于齿轮箱内，位于轴向两侧位置的旋转轴部分分别借助圆锥磙子轴承而被轴支撑于齿轮箱的情况下，如果(1)这些圆锥磙子轴承的形式和规格是相同的，(2)从小齿轮的齿宽方向的中心到分别配置有圆锥磙子轴承的位置为止的距离是同等的，(3)支撑圆锥磙子轴承的齿轮箱部分的刚性(该部分的形状和位移量相同)是同等的，就可以看作小齿轮的齿宽方向的中点和两圆锥磙子轴承的载荷作用点间距离的中点实质上是一致的。然而，有时：在上述(1)～(3)的至少一个不相同时，小齿轮的齿宽方向的中点和两圆锥磙子轴承的载荷作用点间距离的中点发生偏离，不能有效地提高齿啮合率。这种情况下，所述中央区域只要是位于所述螺旋小齿轮的齿宽方向的中心和所述两圆锥磙子轴承的载荷作用点间距离的中点之间位置即可。据此，可以可靠地确保齿接触区域面积，提高齿啮合率。
另外，在第一方案中，优选为，在将因所述螺旋小齿轮一边旋转一边进动而能够产生的相对于螺旋大齿轮的齿向方向的最大间隙设为Cm，压力角设为α，扭转角设为β，针对螺旋小齿轮与螺旋大齿轮接触时所变形的程度而将影响度系数设为A、B的情况下，实施所述鼓形修整时的修整量R1设定在下式(1)的范围内。
另外，为了解决上述的课题，本发明的第二方案是具有成对的螺旋小齿轮和螺旋大齿轮的平行万向节传动方式的铁路车辆用齿轮装置，该成对的螺旋小齿轮和螺旋大齿轮分别具有模数为4～8、压力角为20～30°以及扭转角为15～30°的齿轮规格，其特征在于，构成为：利用由单一的正弦函数来表示的且遍及螺旋小齿轮的齿宽方向上整个宽度的55％以上的范围的正弦曲线形状，对螺旋小齿轮的齿向方向的齿面实施鼓形修整，而且利用圆弧形状，对齿宽方向两端侧的剩余部分实施削端修整。
根据上述构成，与第一方案同样，在小齿轮旋转时，小齿轮和大齿轮以追随小齿轮的进动的方式发生齿接触，由此，与段落号0005所记载的上述以往例子相比较，更加进一步地确保了齿接触区域面积，提高了齿啮合率，可以降低小齿轮和大齿轮啮合时所产生的包含边带波的振动和噪音。这种情况下，由于对齿面仅仅实施鼓形修整和削端修整这样的齿向方向的二维的齿面修整，因此与第一方案同样地可以抑制制作螺旋齿轮的成本上升。
另外，在第二方案中，优选为，在将因所述螺旋小齿轮一边旋转一边进动而能够产生的相对于螺旋大齿轮的齿向方向的最大间隙设为Cm，压力角设为α，扭转角设为β，针对螺旋小齿轮与螺旋大齿轮接触时所变形的程度而将影响度系数设为A、B的情况下，所述齿宽两端面处的鼓形修整和削端修整合计起来之后的齿向方向的修整量R2设定在下式(2)的范围内。
附图说明
图1表示平行万向节传动方式的铁路车辆的结构的模拟图。
图2(a)是表示本发明的齿轮装置的部分截面图，(b)是表示进一步放大小齿轮部分的部分截面图，(c)是说明小齿轮的齿向方向齿面修整的示意图。
图3是表示：利用以往例子的齿轮装置来测定噪音，并用FFT分析仪对测定数据进行频谱分析后的结果的图表。
图4是表示：利用以往例子的齿轮装置来对小齿轮齿面相对于大齿轮齿面的齿向方向的间隙的推移进行模拟解析后的结果的图表。
图5(a)以及(b)是说明小齿轮和大齿轮的齿面之间所产生的间隙的立体图。
图6是说明其他实施方式的小齿轮的齿向方向齿面修整的示意图。
图7是分别表示适用本发明而制作得到的小齿轮(发明产品)和按照以往例子制作得到的小齿轮(以往产品)的齿面修整形状的图表。
图8(a)～(c)是表示对发明产品1、2和以往产品的小齿轮的齿接触区域进行模拟解析后的结果的图。
图9是表示使用本发明产品2和以往产品来测定噪音级别的结果的图表。
具体实施方式
下面，参照附图，说明以本发明的齿轮装置适用于平行万向节传动方式的铁路车辆上为例的实施方式(第一方案)。
参照图1，RC是平行万向节传动方式的铁路车辆，铁路车辆RC具有：固定于省略图示的车体上的主电动机DM、借助挠性联轴器FC而连结于主电动机DM的齿轮装置GM；借助挠性联轴器FC、齿轮装置GM而将主电动机DM所产生的扭矩传递给车轴DS，驱使设置在车轴DS上的左右一对车轮DW、DW旋转，并在图外的轨道上行驶。另外，关于主电动机DM和挠性联轴器FC等构成要素，可以利用公知技术，故而在此省略其详细说明。
参照图2，齿轮装置GM具有：成对的螺旋小齿轮(以下称作“小齿轮1”)和螺旋大齿轮(以下称作“大齿轮2”)，小齿轮1和大齿轮2一边相互啮合一边旋转来传递扭矩。小齿轮1和大齿轮2被制作成分别具有：模数为4～8、压力角为20～30°以及扭转角为15～30°的齿轮规格。另外，在齿轮箱4内收纳有：固定于与挠性联轴器FC连结的旋转轴3上的小齿轮1、和固定于车轴DS上的大齿轮2，位于小齿轮1的轴向两侧位置的旋转轴3部分分别借助第1圆锥磙子轴承51、52而被轴支撑于齿轮箱4，而且位于大齿轮2轴向两侧位置的车轴DS部分分别借助第2圆锥磙子轴承61、62而被轴支撑于齿轮箱4。
第1圆锥磙子轴承51、52具有相同构成，作为公知技术，具有紧固嵌合于旋转轴3上的内圈51、磙子52、保护架53、以及外圈54，在齿轮箱4的轴承安装部位设置有兼做盖体的按压板55a、55b，并且该按压板55a、55b从外侧安装于外圈54，在其与小齿轮1之间且从轴向两侧对内圈51进行夹持。另一方面，第2圆锥磙子轴承61、62也具有相同构成，作为公知技术，具有紧固嵌合于车轴DS上的内圈61、磙子62、保护架63、以及外圈64，在齿轮箱4的轴承安装部位固定有盖体41a、41b，该盖体41a、41b从外侧安装于外圈64。另外，与大齿轮2之间且从轴向两侧对内圈61进行夹持的轴承按压板65通过紧固嵌合而被固定于车轴DS。而且，大齿轮2一旦旋转，收纳于齿轮箱4下部的润滑油(未图示)就会被上扬，对小齿轮1和大齿轮2的啮合面以及圆锥磙子轴承51、52、61、62进行润滑。
不过，根据这种齿轮装置GM，例如，润滑油的粘度因为温度变化而发生变动，引起润滑不良时，会带来圆锥磙子轴承51、52、61、62被烧损的问题。因此，通过垫片7a、7b来进行第1以及第2两圆锥磙子轴承51、52、61、62的内圈51、61以及外圈54、64与磙子52、62的各轴向间隙、所谓轴向间隙值(σs)的调整(参照图2(a))，而且，各轴向间隙值(σs)被设定成：在小齿轮一方为60～170μm，在大齿轮一方为80～210μm。这样，在较大地设定了小齿轮1的轴向间隙值(σs)来组装小齿轮1的情况下，圆锥磙子轴承51、52的旋转轴3周围的晃动量变大，伴随于此，小齿轮1的旋转轴3的轴心在+θ至-θ之间的角度范围倾斜(参照图2(b))。其结果，行驶时(小齿轮旋转时)，挠性联轴器FC一旦发生振动，小齿轮1就会产生较大的进动，从而会对成对的小齿轮1和大齿轮2的啮合带来不良影响。
在此，针对段落号0005所记载的具有上述以往例子的小齿轮和大齿轮的齿轮装置，将小齿轮的转速置于4480rpm来测定噪音，利用FFT分析仪，对测定数据进行频谱分析，其结果如图3所示。据此，经确认可知：在啮合频率2165Hz处，出现噪音级别较大的高噪音的波峰，在其两侧出现：在低频区域和高频区域之间的某频率下出现噪音级别较大的几个峰值噪音(以下仅称作“边带波”)。据此，可知：根据以往例子的齿轮装置，在小齿轮和大齿轮啮合而旋转时，小齿轮和大齿轮的齿接触区域面积变小而带来啮合率不够。
因此，本申请的发明者们经过反复努力研究，得出以下见地：设旋转轴的旋转相位角为φ，对因小齿轮的进动而产生的该小齿轮齿面相对于大齿轮齿面的齿向方向的间隙怎样发生变化进行模拟解析，在小齿轮的旋转相位角φ在0°～180°之间而该小齿轮进行半周旋转期间，如图4所示，在最大间隙+Cm至最小间隙-Cm之间，描绘出了沿着以单一的正弦函数表示的正弦曲线的轨迹。如图5(a)以及图5(b)所示，在小齿轮1和大齿轮2有齿向方向误差或者旋转轴有平行度误差，小齿轮和大齿轮啮合而进行旋转时，在一方的齿向方向的端面处的小齿轮1的齿10和大齿轮2的齿20间的齿面11、21之间产生有间隙，即、因平行误差所产生的间隙U1和因交错误差所产生的间隙U2，间隙U1和间隙U2合计起来构成间隙C。
基于上述见地，在本实施方式中，如图2(c)所示，针对齿向方向的齿面11实施鼓形修整，以便齿面11具有：顶点11a位于小齿轮1的齿宽GW方向中央区域，由单一的正弦函数来表示的且遍及小齿轮1的齿宽GW方向整个宽度的正弦曲线形状。在此，如上所述，固定于旋转轴3的小齿轮1被收纳于齿轮箱4内，位于小齿轮1的轴向两侧位置的旋转轴3部分分别借助圆锥磙子轴承51、52而被轴支撑于齿轮箱4的情况下，如果(1)各圆锥磙子轴承51、52形式和规格是相同的，(2)从小齿轮1的齿宽方向的中心到分别配置有圆锥磙子轴承51、52的位置为止的距离是同等的，(3)支撑圆锥磙子轴承51、52的齿轮箱4部分的刚性(该部分的形状和位移量相同)是同等的，则可以看作小齿轮1的齿宽GW方向的中点GC和两圆锥磙子轴承51、52的载荷作用点间距离的中点实质上一致的。在这种情况下，只要顶点11a位于通过齿宽GW方向的中心GC的中心线GL上即可。
另一方面，有时上述(1)～(3)中的至少一个不相同时，例如，如图2(b)所示，从小齿轮1的齿宽方向的中心到分别配置有圆锥磙子轴承51、52的位置为止的距离一旦不同，则小齿轮1的齿宽GW方向的中点GC和两圆锥磙子轴承51、52的载荷作用点5P、5P间距离的中点5C发生偏离，不能有效地提高齿啮合率。这种情况下，中央区域只要是位于小齿轮1的齿宽方向的中心GC和两圆锥磙子轴承51、52的载荷作用点5P、5P间距离的中点5C之间位置即可。另外，在将最大间隙设为Cm，压力角设为α，扭转角设为β，针对螺旋小齿轮与螺旋大齿轮接触时所变形的程度而将影响度系数设为A、B的情况下，实施鼓形修整时的修整量R1根据式(1)计算出来。
根据上述构成，在小齿轮1旋转时，即使小齿轮1产生较大的进动，由于小齿轮1和大齿轮2发生齿接触而追随该进动，因此能最大限度地确保齿接触区域面积，提高齿啮合率。其结果，可以降低小齿轮1和大齿轮2啮合时所产生的包含边带波的振动和噪音。另外，由于对齿向方向的齿面11仅实施鼓形修整来获得正弦曲线形状，因此可以利用以往广泛使用的能够实施二维的齿面修整的齿轮磨床，以同等的时间进行加工，从而可以抑制制作小齿轮1的成本上升。而且，由于使中央区域位于：小齿轮1的齿宽方向的中心GC和两圆锥磙子轴承51、52的载荷作用点5P、5P间距离的中点5C之间，因此，即使上述(1)～(3)的至少一个不相同，也可以可靠地确保齿接触区域面积，提高齿啮合率。
在上述实施方式中，以下述为例进行了说明，即，以使得齿面11具有由单一的正弦函数表示的且遍及小齿轮1的齿宽GW方向整个宽度的正弦曲线形状的方式对齿向方向的齿面11实施鼓形修整。但是，并不仅限于此。若针对同一部件或者同一要素使用相同符号，参照图6说明，则其他实施方式(第二方案)中的小齿轮1构成为：利用顶点11a位于小齿轮1的齿宽GW方向中央区域且由单一的正弦函数来表示的遍及小齿轮1的齿宽GW方向整个宽度的55％以上的范围GW1的正弦曲线形状，来对齿向方向的齿面11实施鼓形修整，并且利用圆弧形状，对齿宽GW方向两端侧的剩余部分GW2、GW2实施削端修整。在上述(1)～(3)的至少一个不相同的情况下，与上述一样，中央区域位于：小齿轮1的齿宽方向的中心GC与两圆锥磙子轴承51、52的载荷作用点5P、5P间距离的中点5C之间即可，另外，也可以组合半径不同的二个以上的圆弧形状来实施削端修整。此外，与上述一样，在将最大间隙设为Cm，压力角为α，扭转角为β，针对螺旋小齿轮与螺旋大齿轮接触时所变形的程度而将影响度系数设为A、B的情况下，由下式(2)计算出针对齿宽GW两端面进行的鼓形修整与削端修整合计起来之后的齿向方向的修整量R2。
接着，为了确认本发明的效果，进行以下实验。即，以分别具有上述的齿轮规格的方式来制作齿轮装置GM的小齿轮1和大齿轮2，针对小齿轮1实施鼓形修整，以使得齿面11具有：顶点11a位于小齿轮1的齿宽GW方向的中心线GL上，且由单一的正弦函数来表示的遍及小齿轮1的齿宽GW方向整个宽度的正弦曲线形状，以此来作为发明产品1(第一方案的产品)。这种情况下，修整量R1为0.045mm。另外，利用顶点11a位于小齿轮1的齿宽GW方向的中心线GL上且由单一的正弦函数来表示的遍及小齿轮1的齿宽GW方向整个宽度的55％的范围GW1的正弦曲线形状，来对小齿轮1实施鼓形修整，利用圆弧形状，对齿宽GW方向两端侧的剩余部分GW2、GW2实施削端修整，以此来作为发明产品2(第二方案的产品)。这种情况下，鼓形修整和削端修整合计起来之后的修整量R2为0.06mm。作为比较例，与上述同样地，以分别具有上述的齿轮规格的方式来制作齿轮装置GM的小齿轮1和大齿轮2，针对小齿轮1以下述方式实施齿面修整(以往产品)，即，对于齿向方向的齿面，针对齿宽方向中央区域实施圆弧曲线(例如，半径R≈17685mm)的鼓形修整，针对齿宽方向两端侧以与该鼓形修整时的圆弧曲线不同半径的圆弧曲线实施削端修整，齿宽两端面的鼓形修整和削端修整合计起来之后的齿向方向的修整量为0.070mm。
图7是分别表示发明产品1、2和以往产品的齿面的修整形状的图表，图7中，实线所示的是发明产品1，点划线所示的是发明产品2，虚线所示的是以往产品。据此，可知齿向方向的修整形状明显不同。接着，针对发明产品1、2以及以往产品，使用齿接触解析软件(东洋电机制造株式会社制)，对一边相互啮合一边使小齿轮和大齿轮旋转时的小齿轮与大齿轮的齿接触区域进行模拟解析，其结果如图8(a)～图8(c)所示。据此，以往产品的齿接触区域约为39％(参照图8(c))。与此相对，可知：发明产品1的齿接触区域约为64％(参照图8(a))，与以往产品相比较，齿接触区域约提高了1.6倍，另外，即使发明产品2，其齿接触区域也约为48％(参照图8(b))，与以往产品相比较，齿接触区域约提高了1.2倍。据此，可知啮合率大幅得以提高。
接着，使用发明产品2以及以往产品，使小齿轮的转速在4310rpm～5478rpm的范围内变化，来测定此时的噪音级别，其结果如图9所示。据此，可以确认：特别是在小齿轮的转速超过4490rpm时以及超过5200rpm时，通过提高啮合率，能够有效降低噪音级别。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不仅仅限定于上述实施方式，在不脱离本发明思想宗旨的范围内可以进行适当变更。
符号说明
RC···平行万向节传动方式的铁路车辆，GM···齿轮装置，1···螺旋小齿轮(小齿轮)，2···螺旋大齿轮(大齿轮)，11···齿面，11a···顶点，GW···齿宽，GC···齿宽方向中点，3···旋转轴，4···齿轮箱，51、52···圆锥磙子轴承，5P···圆锥磙子轴承的载荷作用点，5C···载荷作用点间的中点，R1、R2···鼓形修整时的修整量。

Claims (5)

1.一种平行万向节传动方式的铁路车辆用齿轮装置，其具有成对的螺旋小齿轮和螺旋大齿轮，该成对的螺旋小齿轮和螺旋大齿轮分别具有模数为4～8、压力角为20～30°以及扭转角为15～30°的齿轮规格，对螺旋小齿轮的齿向方向的齿面实施鼓形修整，其特征在于，
所述齿面具有正弦曲线形状，该正弦曲线形状其顶点位于螺旋小齿轮的齿宽方向中央区域，由单一的正弦函数来表示，且遍及螺旋小齿轮的齿宽方向上整个宽度。
2.根据权利要求1所述的平行万向节传动方式的铁路车辆用齿轮装置，其特征在于，
固定于旋转轴的螺旋小齿轮被收纳于齿轮箱内，位于螺旋小齿轮的轴向两侧的旋转轴部分分别借助圆锥磙子轴承而被轴支撑于齿轮箱，
所述中央区域位于所述螺旋小齿轮的齿宽方向的中心和所述两圆锥磙子轴承的载荷作用点间距离的中点之间。
3.根据权利要求1或2所述的平行万向节传动方式的铁路车辆用齿轮装置，其特征在于，
在将因所述螺旋小齿轮一边旋转一边进动而能够产生的相对于螺旋大齿轮的齿向方向的最大间隙设为Cm，压力角设为α，扭转角设为β，针对螺旋小齿轮与螺旋大齿轮接触时所变形的程度而将影响度系数设为A、B的情况下，实施所述鼓形修整时的修整量R1设定在式(1)：
<mrow> <mi>A</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mfrac> <mrow> <mi>C</mi> <mi>m</mi> </mrow> <msqrt> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup> <mi>cos</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mi>sin</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>&amp;beta;</mi> </mrow> </msqrt> </mfrac> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>R</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&amp;le;</mo> <mi>B</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mfrac> <mrow> <mi>C</mi> <mi>m</mi> </mrow> <msqrt> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup> <mi>cos</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mi>sin</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>&amp;beta;</mi> </mrow> </msqrt> </mfrac> </mrow> 的范围内。
4.一种平行万向节传动方式的铁路车辆用齿轮装置，其具有成对的螺旋小齿轮和螺旋大齿轮，该成对的螺旋小齿轮和螺旋大齿轮分别具有模数为4～8、压力角为20～30°以及扭转角为15～30°的齿轮规格，其特征在于，
构成为：利用由单一的正弦函数来表示的且遍及螺旋小齿轮的齿宽方向上整个宽度的55％以上的范围的正弦曲线形状，对螺旋小齿轮的齿向方向的齿面实施鼓形修整，而且利用圆弧形状，对齿宽方向两端侧的剩余部分实施削端修整。
5.根据权利要求4所述的平行万向节传动方式的铁路车辆用齿轮装置，其特征在于，
在将因所述螺旋小齿轮一边旋转一边进动而能够产生的相对螺旋大齿轮的齿向方向的最大间隙设为Cm，压力角设为α，扭转角设为β，针对螺旋小齿轮与螺旋大齿轮接触时所变形的程度而将影响度系数设为A、B的情况下，所述齿宽两端面处的鼓形修整和削端修整合计起来之后的齿向方向的修整量R2设定在式(2)：
<mrow> <mi>A</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mfrac> <mrow> <mi>C</mi> <mi>m</mi> </mrow> <msqrt> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup> <mi>cos</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mi>sin</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>&amp;beta;</mi> </mrow> </msqrt> </mfrac> <mo>&amp;le;</mo> <msub> <mi>R</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>&amp;le;</mo> <mi>B</mi> <mo>&amp;times;</mo> <mfrac> <mrow> <mi>C</mi> <mi>m</mi> </mrow> <msqrt> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msup> <mi>cos</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>&amp;times;</mo> <msup> <mi>sin</mi> <mn>2</mn> </msup> <mi>&amp;beta;</mi> </mrow> </msqrt> </mfrac> </mrow> 的范围内。 1
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