CN110576869B - 一种同轴链轮轮轨结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同轴链轮轮轨结构，涉及轨道交通与牵引传动领域。包括车轮、轨道，车轮外侧的链轮、轨道外侧的齿轨；车轮踏面与轨道接触；链轮与车轮同轴连接；链轮与车轴之间设有滚针轴承，可自由旋转；链轮齿尖均匀分布于齿轮外缘，齿轨轨面沿纵向均匀设置有滚筒式齿形结构；链轮与滚筒式齿形结构啮合；车轮侧面设有钢柱，链轮侧面设有槽孔，钢柱插于槽孔之中，二者相互作用可阻止车轮打滑，同时为列车提供不足的牵引力或制动力。本发明结构简单，技术可靠，易于实施。

Description

一种同轴链轮轮轨结构

技术领域

本发明涉及轨道交通与牵引传动领域。

背景技术

车轮钢轨(轮轨)之间打滑，会使列车失去牵引力，不能正常运行，或者使列车失去制动力，影响行车安全。

打滑限制了线路(钢轨)的坡道和列车的速度，因此限制了轮轨的应用范围。

为了让铁路适用于地势起伏较大的线路，人们发明了齿轨铁路。目前大量应用的齿轨铁路的主要特点是在列车转向架中部装有驱动齿轮，在坡道区域驱动齿轮与地面轨道中部的齿轨啮合提升爬坡能力。但现有齿轨铁路驱动系统结构复杂，转向架结构复杂，道岔结构复杂，且在齿轨与普通轮轨的混合线路，需要在入轨段设置专门的入轨机构，同时一般将入轨速度限制在15km/h以下，也就是说，正常运行的列车在入轨前需要降低运行速度，影响了铁路通行效率。

因此，需要提出新的轮轨系统，简化驱动系统结构，同时提高齿轨铁路通行效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种同轴链轮轮轨结构，它能有效地简化齿轨驱动系统结构、转向架结构以及道岔结构技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种同轴链轮轮轨结构，包括车轮、钢轨，所述车轮的踏面与钢轨的踏面接触，紧贴钢轨外侧的轨肩并行设有齿轨，齿轨的轨腰设有螺孔，通过螺栓与钢轨的腰部固定；齿轨的轨面设有滚筒式齿形结构；车轮的外侧设有与车轴同轴的链轮，车轮外侧的车轴与滚针轴承的内圈过盈配合，滚针轴承的外圈与链轮的中孔过盈配合；链轮外缘的齿尖与所述齿轨的滚筒式齿形结构啮合；车轮外侧均布钢柱，链轮侧面设有贯通的槽孔，所述钢柱嵌于槽孔之中。

链轮外缘的齿尖齿顶与车轮踏面处于同一水平面；钢轨踏面与齿轨的滚筒式齿形结构底部处于同一水平面。

所述链轮齿尖均匀分布在链轮外缘；所述滚筒式齿形结构均匀分布于齿轨的顶面。

所述链轮内侧与车轮外侧之间存在间隙，所述钢柱嵌于槽孔中。

在普通轮轨线路与齿轨线路过渡区段，齿轨的齿形结构沿齿轨纵向由10％的幅度逐步升高，直到滚筒式齿形结构的高度。

本发明的工作原理是：大坡道或高速情况下，会出现车轮与钢轨之间打滑，打滑将使车轮丧失牵引力或制动力，车轮外侧的链轮与钢轨外侧的滚筒式齿形结构啮合，结合链轮与车轮之间的齿槽与钢柱的相互作用，可阻止车轮打滑，并为列车提供不足的牵引力与制动力；轨道与车轮接触可以保证轮轨的平顺性，同时承受列车自重和垂向力；链轮齿尖与车轮踏面处于同一水平面，保证链轮与车轮旋转半径相同，可减小车轮与轨道之间的滑动摩擦；在弯道路段，最多仅在一侧设置齿轨；道岔路段设置于平坦路段，无须安装齿轨。

与传统齿轨技术相比，本发明的有益效果是：

一、无须设置动力转换装置即可实现驱动动力来源的切换，可简化驱动系统结构、转向架结构以及道岔结构。

二、在齿轨路段也能充分利用轮轨黏着作用产生的牵引力，不足的牵引力才由链轮与齿轨啮合作用提供，而非完全由齿轨提供牵引力，故本发明可减小齿轨及链轮磨耗，提高齿轨使用寿命。

二、易于在现有轮轨系统基础上进行改造。

三、混合线路入轨段无须在地面设置专门的入轨机构，可提高入轨速度，提高铁路通行效率。

四、结构简单，技术可靠，易于实施。

附图说明

图1是本发明正视示意图。

图2是本发明左视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。

图1示出正视示意图：

一种同轴链轮轮轨结构，包括车轮1、钢轨3，所述车轮1的踏面与钢轨3的踏面接触，紧贴钢轨3外侧的轨肩并行设有齿轨4，齿轨4的轨腰设有螺孔，通过螺栓11与钢轨3的腰部固定；齿轨4的轨面设有滚筒式齿形结构6；车轮1的外侧设有与车轴7同轴的链轮2，车轮1外侧的车轴7与滚针轴承8的内圈过盈配合，滚针轴承8的外圈与链轮2的中孔过盈配合；链轮2外缘的齿尖5与所述齿轨4的滚筒式齿形结构6啮合；车轮1外侧均布钢柱9，链轮2侧面设有贯通的槽孔10，所述钢柱9嵌于槽孔10之中。

链轮2外缘的齿尖5齿顶与车轮踏面处于同一水平面；钢轨3踏面与齿轨4的滚筒式齿形结构6底部处于同一水平面。

所述链轮齿尖5均匀分布在链轮2外缘；所述滚筒式齿形结构6均匀分布于齿轨4的顶面。

：所述链轮2内侧与车轮1外侧之间存在间隙，所述钢柱9嵌于槽孔10中。

在普通轮轨线路与齿轨线路过渡区段，齿轨4的齿形结构沿齿轨纵向由10％的幅度逐步升高，直到滚筒式齿形结构6的高度。

车轮1踏面与轨道3踏面接触，保证轮轨的平顺性，同时承受列车垂向力；链轮齿尖5与滚筒式齿形结构6形成的齿条啮合，再通过槽孔11与钢柱10相互作用，可防止车轮打滑，在坡道上为列车提供轮轨黏着作用所不足的牵引力与制动力。

图2示出：所述链轮2侧面设有六个槽孔10，所述槽孔10为扇状，以一定半径每隔π/6弧度均匀分布于链轮2侧面，其上下长度分别为π/6弧度所对应的弧长；车轮1侧面设有六个圆柱形钢柱9，所述钢柱9以与槽孔10距旋转中心相同的旋转半径均匀设置，间隔π/3弧度；所述六个钢柱9同时嵌入对应的六个槽孔10中，可限制链轮2的旋转角度，亦可相互之间传递作用力；

所述链轮2外缘齿尖5踏面与车轮踏面处于同一水平面，保证链轮2与车轮1旋转半径相同，可减小车轮与轨道之间的滑动摩擦。

所述链轮齿尖均匀分布在链轮外缘；所述齿轨轨顶沿纵向均匀设有滚筒式齿形结构。

齿轨齿间距取相邻链轮齿尖和相邻两个滚筒式齿形结构同时相切的最大值。

在直线路段，两条钢轨两侧均可设置齿轨，两侧齿轨位置对称；在弯道路段，最多仅在一侧设置齿轨。

道岔设置在平坦路段，无须安装齿轨。

混合线路的过渡段设置于平坦或小坡度路段；在列车驶于普通轮轨路段时，通过钢柱与槽孔的相互作用力，车轮带动链轮旋转，列车由轮轨间的黏着力来提供牵引力或制动力；在混合线路的入轨段，列车正常行驶，由于入齿轨段齿形结构高度是由10％的幅度逐步增加，链轮依次与轨面齿形结构接触碰撞并通过自行旋转来缓冲碰撞作用力，直到链轮与滚筒式齿形结构啮合，链轮通过啮合力作用旋转运动，车轮由轮轨黏着力驱动，链轮与车轮同步旋转，二者之间几乎不存在作用力；进入齿轨路段，若列车车轮尚未打滑，列车的牵引力仅由轮轨间的黏着力提供，若列车车轮开始打滑，车轮侧面钢柱会旋转到槽孔边缘从而产生作用力，此作用力通过链轮传递到链轮齿尖与滚筒式齿形结构啮合部位产生反作用力，反作用力再传递至车轮钢柱，从而阻止车轮打滑，即链轮与齿轨的啮合作用为列车提供了不足的牵引力或制动力，保障列车安全运行。

Claims (5)

1.一种同轴链轮轮轨结构，包括车轮(1)、钢轨(3)，所述车轮(1)的踏面与钢轨(3)的踏面接触，其特征在于:紧贴钢轨(3)外侧的轨肩并行设有齿轨(4)，齿轨(4)的轨腰设有螺孔，通过螺栓(11)与钢轨(3)的腰部固定；齿轨(4)的轨面设有滚筒式齿形结构(6)；车轮(1)的外侧设有与车轴(7)同轴的链轮(2)，车轮(1)外侧的车轴(7)与滚针轴承(8)的内圈过盈配合，滚针轴承(8)的外圈与链轮(2)的中孔过盈配合；链轮(2)外缘的齿尖(5)与所述齿轨(4)轨面滚筒式齿形结构(6)啮合；车轮(1)外侧均布钢柱(9)，链轮(2)侧面设有贯通的槽孔(10)，所述钢柱(9)嵌于槽孔(10)之中。

2.根据权利要求1所述的一种同轴链轮轮轨结构，其特征在于:链轮(2)外缘的齿尖(5)齿顶与车轮踏面处于同一水平面；钢轨(3)踏面与齿轨(4)的滚筒式齿形结构(6)底部处于同一水平面。

3.根据权利要求1所述的一种同轴链轮轮轨结构，其特征在于:所述链轮齿尖(5)均匀分布在链轮(2)外缘；所述滚筒式齿形结构(6)均匀分布于齿轨(4)的顶面。

4.根据权利要求1所述的一种同轴链轮轮轨结构，其特征在于：所述链轮(2)内侧与车轮(1)外侧之间存在间隙，所述钢柱(9)嵌于槽孔(10)中。

5.根据权利要求1所述的一种同轴链轮轮轨结构，其特征在于：在普通轮轨线路与齿轨线路过渡区段，齿轨(4)的齿形结构沿齿轨纵向由10％的幅度逐步升高，直到滚筒式齿形结构(6)的高度。