CN115027509B - 一种齿轨车辆走形机构和齿轨车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轨车辆走形机构，包括轮对、齿轨轮和双梁轴桥，双梁轴桥设置于轮对的两个车轮之间，轮对为独立旋转车轮；双梁轴桥包括两根平行设置的支撑梁，支撑梁与轮对的中心线相平行，两根支撑梁的端部通过连接轴连接形成矩形结构；支撑梁与连接轴的连接处均设有悬挂装置，双梁轴桥通过悬挂装置与齿轨车辆的车体相连；两个连接轴的底部对称设有向下凸出的支撑座，两个支撑座上对称设有与轮对相连接的安装轴；两根支撑梁之间设有齿轨轮座，齿轨轮设置在齿轨轮座上，齿轨轮座与支撑梁相连的连接面上设有一个或多个调整垫。该走形机构结构简单，维护时可以单独拆卸该走形机构的某个零部件，可以便捷地调整齿轨轮与线路齿条之间的相对高度。

Description

一种齿轨车辆走形机构和齿轨车辆

技术领域

本发明属于轨道交通车辆技术领域，具体涉及一种齿轨车辆走形机构和齿轨车辆。

背景技术

齿轨车由于其出色的爬坡能力，在解决山地的交通上有广泛应用。一般而言，齿轨轮设置在轮对之间，通过过盈配合与车轴连接，齿轨轮和车轮圆心同轴，二者间的相对高度不能调整。运行一定时期后，车轮出现磨耗，齿轨轮高度随车轮磨耗而下降，一般当磨耗量大于5mm时，齿轨轮和线路上的齿条的正常啮合条件将被破坏，为恢复正常的运用条件，需要更换新的车轮。而普通的地铁车辆，其车轮半径的磨耗限度一般可达到35mm。由于这一制约，严重缩短了齿轨车辆车轮的更换周期和使用寿命，提高了运营成本。为了实现这一功能，国内外都设计出了许多结构复杂的齿轨驱动装置，其复杂的结构一定程度限制了齿轨车辆的应用。

中国实用新型专利授权公告号CN210793194U公开了一种齿轨车驱动制动装置，包括轴桥、通过齿轨轮座安装于轴桥上的齿轨轮、驱动齿轨轮回转的驱动装置，以及限制齿轨轮回转的制动装置；所述驱动装置包括安装于轴桥上的从动齿轮，所述制动装置包括安装于轴桥上的制动鼓，所述从动齿轮和制动鼓分设于齿轨轮座的两侧，所述从动齿轮与所述齿轨轮座固定连接；所述齿轨轮座与制动鼓相对的一端朝向所述制动鼓延伸形成安装部，所述安装部深入所述制动鼓内并与制动鼓固定连接。由此，可将齿轨轮、从动齿轮、制动鼓连接成一个整体，可通过驱动机构驱动从动齿轮带动齿轨轮转动，并借由安装部和制动鼓的配合，可实现安装该齿轨车轮驱动制动装置的可靠制动。该齿轨车驱动制动装置中使用的轴桥是抱轴设计，不是真正的轴桥，维护时需要整体拆卸下来才能更换其中的某个部件。同时，由于该装置仍然需要构架和贯穿的车轴，齿轨轮与齿条之间的相对高度也无法调整。

发明内容

针对目前存在的问题以及现有技术的不足，本发明提供一种齿轨车辆走形机构和齿轨车辆，该走形机构结构简单，维护时可以单独拆卸该走形机构的某个零部件，可以便捷地调整齿轨轮与线路齿条之间的相对高度。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种齿轨车辆走形机构，包括轮对和齿轨轮，其结构特点是：还包括双梁轴桥，所述双梁轴桥设置于所述轮对的两个车轮之间，所述轮对为独立旋转车轮；所述双梁轴桥包括两根平行设置的支撑梁，所述支撑梁与轮对的中心线相平行，两根所述支撑梁的端部通过连接轴连接形成矩形结构；所述支撑梁与连接轴的连接处均设有悬挂装置，所述双梁轴桥通过所述悬挂装置与齿轨车辆的车体相连；两个所述连接轴的底部对称设有向下凸出的支撑座，两个所述支撑座上对称设有与所述轮对相连接的安装轴；两根所述支撑梁之间设有齿轨轮座，所述齿轨轮设置在所述齿轨轮座上，所述齿轨轮座与支撑梁相连的连接面上设有一个或多个调整垫。

该齿轨车辆走行机构通过独立旋转车轮实现车辆的导向功能，走行机构的纵向牵引力由齿轨轮提供。该齿轨车辆走形机构采用悬挂装置实现减振功能，且为单级悬挂，相比现有技术采用的两级悬挂，本发明结构简单。所述轮对采用独立旋转车轮，支撑梁设置在轮对的上方，支撑梁的下方具有齿轨轮的安装和高度调整空间。将齿轨轮安装在支撑梁上，轮对与齿轨轮不同轴设置，维护时可以单独拆卸该走形机构的某个零部件。当齿轨车辆的轮对磨耗较少时，齿轨轮和线路齿条的正常啮合条件被破坏，只需将齿轨轮座从双梁轴桥上拆卸下来，通过调整齿轨轮座与双梁轴桥的连接面上的调整垫的数量或者厚度，来调整齿轨轮与线路齿条的相对高度，使得齿轨轮能重新适应与线路齿条的啮合要求，恢复正常啮合。该齿轨车辆走形机构结构简单，维护时可以单独拆卸该走形机构的某个零部件，可以便捷地调整齿轨轮与线路齿条之间的相对高度；使用该齿轨车辆走形机构可以增加车轮磨耗限度，延长车轮的更换周期和使用寿命，进而在满足走行机构可用性、可维护性的基础上，提高走行机构的可靠性。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

优选的，两根所述支撑梁之间还设有齿轮箱，所述齿轮箱设置在所述齿轨轮座的旁侧，所述齿轮箱与安装座连接的连接面上设有一个或多个所述调整垫；所述齿轮箱上设有大齿轮，所述大齿轮与齿轨轮通过联轴节相连。所述齿轨轮通过旁侧的大齿轮提供动力，从而给走形机构提供纵向牵引力。齿轨轮与线路齿条的相对高度可通过齿轨轮座与安装座之间的调整垫调节，但是调节高度不能超过联轴节的容许范围。当车轮磨耗较大时，齿轨轮的调整高度超出了联轴节的容许范围，则齿轮箱的高度也需要同时调整，才能使得大齿轮与齿轨轮能正常工作。此时，可同时调整齿轮箱与安装座相连的安装面上的调整垫的数量或者厚度，来调整齿轨轮的高度，使得齿轨轮能重新适应与线路齿条的啮合要求，恢复正常啮合。

优选的，所述支撑梁上悬吊安装有制动器，所述制动器设置在所述齿轨轮座的旁侧，所述制动器与安装座相连的连接面上设有一个或多个所述调整垫；所述制动器上设有制动盘，所述齿轨轮与制动盘同轴且刚性连接。当制动器加紧时，制动盘产生的扭矩通过刚性连接传递至齿轨轮，从而给齿轨轮提供制动力，使得走形结构产生纵向制动力。由于齿轨轮与制动盘是同轴且刚性连接的，当车轮产生磨耗需要调整齿轨轮的高度时，所调整的高度超过了制动器自身容许偏差范围，则制动器的高度也需要调整。此时，可同时调整制动器与支撑梁相连的连接面上的调整垫的数量或者厚度，使得走形机构可以正常使用。

具体的，所述齿轮箱内还设有主动齿轮，所述主动齿轮与大齿轮相啮合，所述主动齿轮与电机通过万向轴相连。电机通过万向轴将扭矩传递至主动齿轮，主动齿轮与大齿轮通过齿轮啮合传递扭矩，再通过联轴节传递至齿轨轮，齿轨轮与底面固定的线路齿条啮合，从而产生纵向牵引力。

具体的，所述齿轨轮座跨坐安装在两根所述支撑梁的上部或者悬吊安装在两根所述支撑梁的下部。

具体的，所述齿轮箱跨坐安装在两根所述支撑梁的上部或者悬吊安装在两根所述支撑梁的下部。

具体的，所述悬挂装置为弹簧阻尼器。走形机构通过双梁轴桥四角上设置的弹簧阻尼器增减载荷来实现平衡。

具体的，所述轮对上也设有所述制动器。当齿轨轮所提供的制动力不足时，通过在独立旋转车轮上安装制动器来进行补充。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种齿轨车辆，其结构特点是：所述齿轨车辆上设有所述齿轨车辆走形机构。

综上，本发明提供的一种齿轨车辆走形机构和齿轨车辆，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的齿轨车辆走形机构结构简单，维护时可以单独拆卸该走形机构的某个零部件，可以便捷地调整齿轨轮与线路齿条之间的相对高度。

2、本发明的齿轨车辆走形机构的齿轨轮的高度调节方式多样化，可适应车轮较大的磨耗量。

3、相比现有技术，本发明的齿轨车辆可以增加车轮磨耗限度，延长车轮的更换周期和使用寿命，进而在满足走行机构可用性、可维护性的基础上，提高走行机构的可靠性。

附图说明

图1是本发明的一种齿轨车辆走形机构左视结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是图1中齿轨轮与线路齿条啮合结构示意图；

图4是图1的三维结构示意图。

在图中

1-齿轨轮、2-轮对、3-双梁轴桥、31-支撑梁、32-连接轴、33-支撑座、34-安装轴、4-悬挂装置、5-车体、6-齿轮箱、7-制动器、8-齿轨轮座、9-大齿轮、10-联轴节、11-制动盘、12-调整垫、13-主动齿轮、14-电机、15-万向轴、16-线路齿条。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1所示，一种齿轨车辆走形机构，包括轮对2、齿轨轮1和双梁轴桥3。所述轮对2为独立旋转车轮，所述双梁轴桥3设置在所述轮对2的两个车轮之间，该齿轨车辆走行机构通过独立旋转车轮实现走行机构的导向功能。如图4所示，所述双梁轴桥3包括两根平行设置的支撑梁31，所述支撑梁31与轮对2的中心线相平行，两根所述支撑梁31的端部通过连接轴32连接形成矩形结构。所述支撑梁31与连接轴32的连接处均设有悬挂装置4，所述双梁轴桥3通过所述悬挂装置4与齿轨车辆的车体5相连。所述悬挂装置4为弹簧阻尼器，该齿轨车辆走行机构通过弹簧阻尼器的增减载荷实现平衡和减震功能。两个所述连接轴32的底部对称设有向下凸出的支撑座33，两个所述支撑座33上对称设有与所述轮对2相连接的安装轴34。

如图4所示，两根所述支撑梁31之间跨坐安装有齿轨轮座8和齿轮箱6，所述支撑梁31上悬吊安装有制动器7，所述齿轮箱6设置在齿轨轮座8的一侧，所述制动器7设置在齿轨轮座8的另一侧。所述齿轨轮座8、齿轮箱6和制动器7与支撑梁31相连的连接面上均设有一个或多个调整垫12。

如图1和图3所示，所述齿轨轮1设置在所述齿轨轮座8上，齿轨轮1与线路齿条16相啮合。如图2所示，所述齿轮箱6上设有大齿轮9，所述大齿轮9与齿轨轮1通过联轴节10相连。所述齿轮箱6内还设有主动齿轮13，所述主动齿轮13与大齿轮9相啮合，所述主动齿轮13与电机14通过万向轴15相连。该齿轨车辆走行机构的纵向牵引力由齿轨轮1提供，安装在车体5上的电机14通过万向轴15将电机扭矩传递至主动齿轮13，主动齿轮13与大齿轮9通过锥面配合传递扭矩，再通过联轴节10传递至齿轨轮1，齿轨轮1与地面固定的线路齿条16啮合，从而产生纵向作用力。

如图1所示，所述制动器7上设有制动盘11，所述齿轨轮1与制动盘11同轴且刚性连接。该齿轨车辆走行机构的制动力也由齿轨轮1提供。制动盘11与齿轨轮1同轴刚性连接，安装在支撑梁31上的制动器7加紧时，制动盘11产生的扭矩通过刚性连接传递至齿轨轮1，齿轨轮1与地面固定的线路齿条16啮合，从而产生纵向制动力。如齿轨轮1提供的制动力不足，还可通过在轮对2上安装制动器7进行补充。

所述轮对2采用独立旋转车轮，支撑梁31设置在轮对2的上方，支撑梁31的下方具有齿轨轮1的安装和高度调整空间。将齿轨轮1安装在支撑梁上，轮对2与齿轨轮1不同轴设置，维护时可以单独拆卸该走形机构的某个零部件。当轮对2的车轮磨耗齿轨轮1与线路齿条16啮合条件被破坏时，可通过调整调整垫12的高度，实现齿轮箱6、齿轨轮座8、制动器7的高度调整，视实际需求，可以实现统一调整或单独调整。当轮对2的车轮磨损后，齿轨轮1的高度也同步降低。但轨道上线路齿条16的齿顶不会相对轨面降低，一般允许的齿轨轮1降低高度为5mm。若轮对2的车轮继续磨损，可增减调整垫12的厚度，以提高齿轨轮座8和齿轨轮1的高度，从而恢复齿轨轮1与线路齿条16的啮合关系。通过多次抬高齿轨轮1，可延长车轮使用寿命。当齿轮箱6与齿轨轮座8的相对高度超过了联轴节10的容许偏差，还可以连同齿轮箱6和齿轨轮座8一起进行高度调整。以上过程中视制动器7自身容许偏差，还可对制动器7与支撑梁31相连处的调整垫12的高度进行调整。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本实施例的各种等价形式的修改均落入本发明所附权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.一种齿轨车辆走形机构，包括轮对（2）和齿轨轮（1），其特征在于：还包括双梁轴桥（3），所述双梁轴桥（3）设置于所述轮对（2）的两个车轮之间，所述轮对（2）为独立旋转车轮；

所述双梁轴桥（3）包括两根平行设置的支撑梁（31），所述支撑梁（31）与轮对（2）的中心线相平行，两根所述支撑梁（31）的端部通过连接轴（32）连接形成矩形结构；

所述支撑梁（31）与连接轴（32）的连接处均设有悬挂装置（4），所述双梁轴桥（3）通过所述悬挂装置（4）与齿轨车辆的车体（5）相连；

两个所述连接轴（32）的底部对称设有向下凸出的支撑座（33），两个所述支撑座（33）上对称设有与所述轮对（2）相连接的安装轴（34）；

两根所述支撑梁（31）之间设有齿轨轮座（8），所述齿轨轮（1）设置在所述齿轨轮座（8）上，所述齿轨轮座（8）与支撑梁（31）相连的连接面上设有一个或多个调整垫（12）；

两根所述支撑梁（31）之间还设有齿轮箱（6），所述齿轮箱（6）设置在所述齿轨轮座（8）的旁侧，所述齿轮箱（6）与支撑梁（31）相连的连接面上设有一个或多个所述调整垫（12）；所述齿轮箱（6）上设有大齿轮（9），所述大齿轮（9）与齿轨轮（1）通过联轴节（10）相连。

2.根据权利要求1所述的齿轨车辆走形机构，其特征在于：所述支撑梁（31）上悬吊安装有制动器（7），所述制动器（7）设置在所述齿轨轮座（8）的旁侧，所述制动器（7）与支撑梁（31）相连的连接面上设有一个或多个所述调整垫（12）；所述制动器（7）上设有制动盘（11），所述齿轨轮（1）与制动盘（11）同轴且刚性连接。

3.根据权利要求1所述的齿轨车辆走形机构，其特征在于：所述齿轮箱（6）内还设有主动齿轮（13），所述主动齿轮（13）与大齿轮（9）相啮合，所述主动齿轮（13）与电机（14）通过万向轴（15）相连。

4.根据权利要求1所述的齿轨车辆走形机构，其特征在于：所述齿轨轮座（8）跨坐安装在两根所述支撑梁（31）的上部或者悬吊安装在两根所述支撑梁（31）的下部。

5.根据权利要求1所述的齿轨车辆走形机构，其特征在于：所述齿轮箱（6）跨坐安装在两根所述支撑梁（31）的上部或者悬吊安装在两根所述支撑梁（31）的下部。

6.根据权利要求1所述的齿轨车辆走形机构，其特征在于：所述悬挂装置（4）为弹簧阻尼器。

7.根据权利要求2所述的齿轨车辆走形机构，其特征在于：所述轮对（2）上设有所述制动器（7）。

8.一种齿轨车辆，其特征在于：所述齿轨车辆上设有如权利要求1～7中任一项所述的齿轨车辆走形机构。

Images