CN110307296A - 一种可变轨距钢轮驱动装置 - Google Patents

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张渝
高晓蓉
王黎
王泽勇
赵全轲
章祥
黄炜
王小伟
赵波
张立玮
许安东
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    • B61C9/48—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with motors supported on vehicle frames and driving axles, e.g. axle or nose suspension
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H—GEARING
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    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
    • F16H1/22—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts

Abstract

本发明公开一种可变轨距钢轮驱动装置，驱动轮转动设置于机架上，并通过行走驱动装置带动运转；两个伸缩轴关于驱动轮呈中心对称分布，驱动轮的两侧分别设置一个从动轮，驱动轮能够同时带动两个从动轮和伸缩轴旋转，伸缩轴的伸出端设置行走轮；机架上设置伸缩驱动器，伸缩驱动器能够带动丝杆旋转，丝杆上螺纹配合套装限位器，限位器与伸缩轴保持同步平移，且两者能够相对转动，限位器对伸缩轴自身的旋转没有影响，仅控制伸缩轴的轴向位移。当需要调整两个行走轮之间的间距时，伸缩驱动器带动丝杆，使伸缩轴沿轴向向外伸出或向内回缩，达到改变行走轮间距的目的，能够快速匹配不同宽度的轨道，并且结构简单，不占用过多空间。

Description

一种可变轨距钢轮驱动装置
技术领域
本发明涉及轨道车辆技术领域，更进一步涉及一种可变轨距钢轮驱动装置。
背景技术
目前国内列车轨道均采用标准轨距1435mm，但在一些情况下需要采用不同尺寸的轨道，例如检修地沟、采矿机械、港口机械等，两种不同轨距的轨道变换时，通常采用两套不同轨距的钢轮进行变轨作业。
传统的变轨方式需要更换车轴或车轮，操作过程复杂，费时费力；若在一个设备上同时配有几种不同轨距的车轮车轴，会增加设备的体积，使通过性变差，增加了设备的成本，负载加大降低了运行效率，且使能耗增加。
发明内容
本发明的核心在于提供一种可变轨距钢轮驱动装置，能够改变驱动轮的间距，匹配不同轨距的轨道，具体方案如下：
一种可变轨距钢轮驱动装置，包括：
机架；
驱动轮，转动设置于所述机架上，并通过行走驱动装置带动运转；
伸缩轴，包括两个、且关于所述驱动轮呈中心对称分布，其轴向与所述驱动轮的转轴平行；所述伸缩轴上设置由所述驱动轮带动运转的从动轮，所述从动轮带动所述伸缩轴旋转；所述伸缩轴的伸出端设置用于与轨道接触的行走轮；所述机架上设置伸缩驱动器，能够带动丝杆旋转，所述丝杆上螺纹配合套装限位器，所述限位器与所述伸缩轴保持同步平移，且两者能够相对转动。
可选地，所述驱动轮为齿轮，所述从动轮为套装于所述伸缩轴上的齿轮；所述行走驱动装置为驱动电机，带动所述驱动轮旋转。
可选地，所述伸缩轴为花键轴，所述从动轮滑动套装于所述伸缩轴上；所述机架上固定设置限位板，所述从动轮通过所述限位板限定轴向运动范围。
可选地，所述限位板上设置用于检测与所述从动轮间距的距离传感器。
可选地，所述限位器包括导向杆和螺纹板，所述螺纹板通过所述导向杆限位滑动，所述丝杆与所述螺纹板螺纹配合；所述螺纹板与所述伸缩轴通过轴承连接。
可选地，所述伸缩轴上固定套装支撑轴承，所述支撑轴承的内圈与所述伸缩轴固定套装，所述支撑轴承的外圈由所述机架支撑。
可选地，所述支撑轴承设置于独立的箱体中，在所述箱体与所述机架之间设置加强梁。
本发明提供了一种可变轨距钢轮驱动装置，其中包括机架、驱动轮、伸缩轴等结构，机架用于限位支撑，在机架上安装其他的各个部件；驱动轮转动设置于机架上，并通过行走驱动装置带动运转，驱动轮为主动旋转结构，用于带动从动轮旋转；伸缩轴包括两个，两个伸缩轴关于驱动轮呈中心对称分布，驱动轮的两侧分别设置一个从动轮，从动轮的轴向与驱动轮的转轴平行，驱动轮能够同时带动两个从动轮旋转，从动轮带动伸缩轴旋转；伸缩轴的伸出端设置用于与轨道接触的行走轮，伸缩轴旋转带动行走轮在轨道上运动；机架上设置伸缩驱动器，伸缩驱动器能够带动丝杆旋转，丝杆上螺纹配合套装限位器，限位器与伸缩轴保持同步平移，且两者能够相对转动，限位器对伸缩轴自身的旋转没有影响，仅控制伸缩轴的轴向位移。
本发明所提供的可变轨距钢轮驱动装置，由驱动轮带动从动轮转动，从动轮通过伸缩轴使行走轮在轨道上运动；当需要调整两个行走轮之间的间距时，伸缩驱动器带动丝杆，使伸缩轴沿轴向向外伸出或向内回缩，达到改变行走轮间距的目的，能够快速匹配不同宽度的轨道，并且结构简单，不占用过多空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为本发明提供的可变轨距钢轮驱动装置斜上方的轴测结构图；
图1B为本发明提供的可变轨距钢轮驱动装置斜下方的轴测结构图；
图2A为本发明提供的可变轨距钢轮驱动装置的俯视图；
图2B为本发明提供的可变轨距钢轮驱动装置的仰视图；
图2C为本发明提供的可变轨距钢轮驱动装置的正视图；
图3A为伸缩轴及其附属结构的轴侧图；
图3B为图3A和侧视图；
图3C为图3A和剖面图；
图3D为图3C中A部分局部放大图。
图中包括：
机架1、驱动轮2、行走驱动装置3、伸缩轴4、从动轮41、行走轮42、伸缩驱动器43、丝杆44、限位器45、导向杆451、螺纹板452、导向螺母453、推力轴承454、限位板46、支撑轴承5、箱体51、加强梁52。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种可变轨距钢轮驱动装置，能够改变驱动轮的间距，匹配不同轨距的轨道。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本申请的可变轨距钢轮驱动装置进行详细的介绍说明。
如图1A和图1B所示，分别为本发明提供的可变轨距钢轮驱动装置两个不同角度的轴测结构图，图1A为斜上方视角，图1B为下方视角；本发明所提供的可变轨距钢轮驱动装置包括机架1、驱动轮2、伸缩轴4等结构，机架1为长方体状的框架结构，由多根杆件与板件相互拼接固定构成，其他各部件安装在长方体的框架结构之内，通过框架起到定位与防护的作用，在框架的最外层可包覆一层防护板，起到防尘防撞击的作用，防护板在图中未标示。
驱动轮2转动设置于机架1上，并通过行走驱动装置3带动运转，行走驱动装置3可设置在机架1上，使驱动轮2产生转动，驱动轮2为主动轮。
如图2A至图2C所示，分别为本发明提供的可变轨距钢轮驱动装置的俯视图、仰视图和正视图；伸缩轴4包括两个，两个伸缩轴4关于驱动轮2呈中心对称分布，两个伸缩轴4分别位于驱动轮2的两侧，并且从不同的侧面伸出于机架1，伸缩轴4的轴向与驱动轮2的转轴平行；伸缩轴4上设置从动轮41，从动轮41由驱动轮2带动运转，从动轮41与伸缩轴4同步转动，使伸缩轴4旋转运动；伸缩轴4的伸出端设置用于与轨道接触的行走轮42，行走轮42位于机架1之外，因两个伸缩轴4关于驱动轮2为中心对称，则两个行走轮42并不同轴设置，而是交错分布。机架1上设置伸缩驱动器43，伸缩驱动器43通过传动机构带动丝杆44旋转，丝杆44上螺纹配合套装限位器45，限位器45与丝杆44之间螺纹配合，丝杆44转动时带动限位器45沿丝杆44的轴向作往复运动，限位器45与伸缩轴4接触，两者保持同步平移，且两者能够相对转动，也就是说，限位器45在作平移时能够带动伸缩轴4同步平移，伸缩轴4旋转时并不带动限位器45转动，两者在转动时保持相对独立。
采用本发明的可变轨距钢轮驱动装置，由驱动轮2带动从动轮41转动，从动轮通过伸缩轴4使行走轮42在轨道上运动，可驱动整个轨道车运动，一般情况下在一个轨道车中至少前后设置两组本发明的可变轨距钢轮驱动装置，使轨道车能够平稳地运行；当需要调整两个行走轮42之间的间距时，伸缩驱动器43带动丝杆44旋转，使限位器45作轴向移动，带动伸缩轴4沿轴向向外伸出或向内回缩，达到改变行走轮42间距的目的，能够快速匹配不同宽度的轨道，并且结构简单，不占用过多空间。
在上述方案的基础上，本发明中的驱动轮2为齿轮，从动轮41为套装于伸缩轴4上的齿轮，两个齿轮相互啮合，能够实现直接传动；当然，除了齿轮之外，还可采用其他的传动形式，例如链轮、皮带轮等，只要能够将驱动轮2的动力传递到伸缩轴4上的形式都可；采用齿轮传动，使驱动轮2与伸缩轴4之间的间距更小，有利于减小空间占用。本发明中的行走驱动装置3为驱动电机，带动驱动轮2旋转；驱动轮2套在驱动轴上，驱动轴可能够轴承等结构转动安装在机架1的中间位置；驱动轴的一端固定套装驱动轮2，另一端固定套装一齿轮结构，在行走驱动装置3通过此齿轮带动驱动轴旋转，使驱动轮2带动从动轮41转动。行走驱动装置3可设置在驱动轴的下方，也可设置的驱动轴的侧面，不影响两侧的伸缩轴4的空间布置。
优选地，本发明中的伸缩轴4为花键轴，如图3A所示，为伸缩轴及其附属结构的轴侧图，图3B为图3A和侧视图，图3C为图3A和剖面图，图3D为图3C中A部分局部放大图；花键轴外壁的周向上沿轴向设置多条棱柱结构，从动轮41滑动套装于伸缩轴4的花键上，从动轮41的内圈形状与伸缩轴4的外壁形状相同，内圈的尺寸比伸缩轴4的外圈略大，从动轮41旋转时带动伸缩轴4同步旋转，当伸缩轴4沿轴平移时，从动轮41与伸缩轴4之间相对滑动；机架1上固定设置限位板46，限位板46竖直设置，一个从动轮41对应两块限位板46，两块限位板46分别位于从动化41的左右两侧，两块限位板46之间的间距与从动轮41的厚度相同或略大，从动轮41通过限位板46限定轴向运动范围，当伸缩轴4轴向移动时从动轮41保持不动，保证从动轮41与驱动轮2之间有效啮合。当然，除了从动轮41与伸缩轴4可滑动配合之外，若将从动轮41与伸缩轴4相互固定连接也是可以的，此时需要增加驱动轮2的厚度，以保证伸缩轴4的伸缩范围，这些具体的实施方式都应包含在本发明的保护范围之内。
因从动轮41位于机架1的内部，为了使从动轮41始终与驱动轮2有效啮合，在限位板46上设置距离传感器，用于检测从动轮41与限位板46之间的间距。
具体地，本发明中限位器45包括导向杆451和螺纹板452，导向杆451的外表平滑，轴向与伸缩轴4的轴向保持平行，导向杆451贯穿螺纹板452，螺纹板452通过导向杆451限位滑动；在螺纹板452上开设安装导向螺母453，丝杆44与导向螺母453螺纹配合，螺纹板452与导向螺母453相互固定，通过导向杆451限位螺纹板452无法转动，丝杆44转动时带动螺纹板452作轴向的平移运动；螺纹板452与伸缩轴4通过推力轴承454连接，螺纹板452连接于推力轴承454的内圈，伸缩轴4连接于推力轴承454的外圈，两者之间的转动并不相互影响，螺纹板452带动伸缩轴4作平移运动；伸缩轴4的内部中空设置，丝杆44能够插入伸缩轴4内。
伸缩轴4上固定套装支撑轴承5，支撑轴承5的内圈与伸缩轴4固定套装，支撑轴承5的外圈由机架1支撑。支撑轴承5可与从动轮41的设置形式相同，可以与伸缩轴4之间滑动连接，也可以保持固定连接，这些具体的设置形式都包含在本发明的保护范围之内。
支撑轴承5设置于独立的箱体51中，起到防尘作用，伸缩轴4从箱体51中伸出；在箱体51与机架1之间设置加强梁52，加强梁52的一端连接箱体51，另一端连接于机架1的端部，提高整体结构的稳定性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种可变轨距钢轮驱动装置，其特征在于，包括：
机架(1)；
驱动轮(2)，转动设置于所述机架(1)上，并通过行走驱动装置(3)带动运转；
伸缩轴(4)，包括两个、且关于所述驱动轮(2)呈中心对称分布，其轴向与所述驱动轮(2)的转轴平行；所述伸缩轴(4)上设置由所述驱动轮(2)带动运转的从动轮(41)，所述从动轮(41)带动所述伸缩轴(4)旋转；所述伸缩轴(4)的伸出端设置用于与轨道接触的行走轮(42)；所述机架(1)上设置伸缩驱动器(43)，能够带动丝杆(44)旋转，所述丝杆(44)上螺纹配合套装限位器(45)，所述限位器(45)与所述伸缩轴(4)保持同步平移，且两者能够相对转动。
2.根据权利要求1所述的可变轨距钢轮驱动装置，其特征在于，所述驱动轮(2)为齿轮，所述从动轮(41)为套装于所述伸缩轴(4)上的齿轮；所述行走驱动装置(3)为驱动电机，带动所述驱动轮(2)旋转。
3.根据权利要求2所述的可变轨距钢轮驱动装置，其特征在于，所述伸缩轴(4)为花键轴，所述从动轮(41)滑动套装于所述伸缩轴(4)上；所述机架(1)上固定设置限位板(46)，所述从动轮(41)通过所述限位板(46)限定轴向运动范围。
4.根据权利要求3所述的可变轨距钢轮驱动装置，其特征在于，所述限位板(46)上设置用于检测与所述从动轮(41)间距的距离传感器。
5.根据权利要求3所述的可变轨距钢轮驱动装置，其特征在于，所述限位器(45)包括导向杆(451)和螺纹板(452)，所述螺纹板(452)通过所述导向杆(451)限位滑动，所述丝杆(44)与所述螺纹板(452)螺纹配合；所述螺纹板(452)与所述伸缩轴(4)通过轴承连接。
6.根据权利要求5所述的可变轨距钢轮驱动装置，其特征在于，所述伸缩轴(4)上固定套装支撑轴承(5)，所述支撑轴承(5)的内圈与所述伸缩轴(4)固定套装，所述支撑轴承(5)的外圈由所述机架(1)支撑。
7.根据权利要求6所述的可变轨距钢轮驱动装置，其特征在于，所述支撑轴承(5)设置于独立的箱体(51)中，在所述箱体(51)与所述机架(1)之间设置加强梁(52)。
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