CN116752387A - 一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种竖向调速的单元式齿轮‑齿条啮合装置，涉及齿轨铁路技术领域，解决了目前当前一个销轴与齿顶接触而下沉时由于机架重量较重，弹簧复位所需时间长，第二个销轴不能及时复位啮合纠偏，即纠偏过程是断续的的技术问题，本发明包括两条钢轨，钢轨间布设有摩擦加速段、浮动滚轮纠偏段以及固定滚轮精调纠偏段；摩擦加速段布设于两条钢轨之间的驶入端，浮动滚轮纠偏段衔接于摩擦加速段的驶出端，固定滚轮精调纠偏段衔接于浮动滚轮纠偏段的驶出端，其目的在于，竖直方向第一滚轮独立浮动，每个第一滚轮的浮动块可随着第二弹簧的伸缩上下浮动，单个第一滚轮独立浮动，由于单个第二弹簧质量小，可减小惯性冲击力达到不断纠偏的效果。

Description

一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置

技术领域

本发明属于齿轨铁路技术领域，具体涉及一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置。

背景技术

齿轨列车是应用于齿轨铁路的列车，在齿轨列车上，一个个齿轮发挥了大作用——列车走行部上的齿轮们在爬坡时，与安装在轨道中间的齿条啮合，从而产生咬合力，使得列车最高可在坡道上安全行驶，适宜山区或旅游景区观光线路；为了使齿轮与轨道中央的齿轨能顺利啮合，在列车进入齿轨路段之前需要将列车底部的齿轮转动速度提升至与列车同步，避免顶齿、冲击等不利于行车安全的情况发生，现有的齿轨铁路导入装置采用同步装置、入齿装置以及校正装置这三段式结构，同步装置使车辆上的齿轮逐渐加速到与车辆行驶速度相匹配的转速；入齿装置进一步精确调节齿轮转角，减小啮合冲击；校正装置保证齿轮与齿条正确啮合并传递驱动力；齿轨铁路导入装置性能的好坏直接影响齿轨列车的运行平稳性和安全性，科学合理的动力学参数设计对于齿轨铁路导入装置发挥更好的入齿效果，降低入齿冲击，保障行车安全具有重要意义；目前现有的过渡段齿轨为一段下部设有弹性件的安装座，安装座上设置有数根与齿轨匹配的销轴，齿轮驶入后通过弹性件的缓冲，使齿轮的转角逐步精确调节至与齿轨同步，但是由于齿轮驶过安装座重力较大，浮动带动整个安装座，故惯性冲击力较大；多个销轴同时下沉，当前一个销轴与齿顶接触而下沉时(此时销轴正压力指向齿轮中心，不传递扭矩)，第二个销轴随之下沉；当前一轮越过齿顶，由于机架重量较重，弹簧复位所需时间长，第二个销轴不能及时复位啮合纠偏，即纠偏过程是断续的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置，竖直方向第一滚轮独立浮动，每个第一滚轮的浮动块可随着第二弹簧的伸缩上下浮动，单个第一滚轮独立浮动(竖直方向)，由于单个第二弹簧质量小，可减小惯性冲击力；单个第一滚轮浮动时，不影响第二个第一滚轮及时进入啮合，因此可实现连续的啮合纠偏，避免了传统的整体多个转轴联动纠偏由于不能及时复位导致纠偏状态不连续的问题；初始状态下(第一滚轮未浮动时)，单个第一滚轮可进入列车齿轮的齿槽，但初始状态下两个第一滚轮间容不下完整的列车齿轮的齿；也就是说齿廓需要克服第二弹簧的弹力才能插入滚轮之间，相当于齿轮与弹性齿啮合，达到不断纠偏的效果。

本发明采用的技术方案如下：

一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置，包括两条钢轨，所述钢轨间布设有摩擦加速段、浮动滚轮纠偏段以及固定滚轮精调纠偏段；

所述摩擦加速段布设于两条所述钢轨之间的驶入端，用于将列车下方齿轮加速到目标转速；

所述浮动滚轮纠偏段衔接于摩擦加速段的驶出端，用于初步调整列车下方齿轮的相位角；

所述固定滚轮精调纠偏段衔接于浮动滚轮纠偏段的驶出端，用于确保列车下方齿轮调整至理想状态。

优选的，所述摩擦加速段包括两条跑道，所述跑道布设于两条所述钢轨之间的驶入端且两条所述跑道靠近驶入端的一侧通过第二底座与地面固定；每条跑道的两侧均铰接有两条连杆，所述连杆的另一端与轨道的内侧铰接，两条连杆相对于跑道倾斜且倾斜方向一致；两条所述跑道的外侧均设置有数个第一弹性件，数个所述弹性件的伸缩方向均朝向对侧的跑道。

优选的，数个所述第一弹性件均沿跑道的长度方向均匀设置，所述弹性件包括第一底座以及第一弹簧，所述第一弹簧的一端与所述跑道的外侧固定，所述第一弹簧的另一端与所述第一底座固定，所述第一底座的下部与地面或钢轨中的任一个固定连接。

优选的，两条所述跑道的内侧均覆盖接触面，所述接触面采用尼龙材质结构件。

优选的，两条所述跑道的内侧的开口靠近驶入端的部位呈V字形，沿驶出端逐渐变窄直至宽度稳定。

采用上述技术方案，工作时，齿轮从V形开口进入加速段跑道，沿着V形开口将跑道两侧撑开，侧面第一弹簧的压紧力通过跑道作用在齿轮的两侧，齿轮与接触面的尼龙材质结构接触，正压力产生的摩擦力为齿轮提供加速力矩，经过整段加速跑道后，齿轮最终达到与车辆行驶速度相匹配的目标转速。

优选的，所述浮动滚轮纠偏段包括数组纠偏组件，数组所述纠偏组件沿所述钢轨的长度方向均匀间隔设置；每组纠偏组件均包括第三底座以及数个第一滚轮，数个所述第一滚轮均转动设置于所述第三底座上，数个所述第一滚轮沿钢轨的长度方向均匀设置；数个所述第一滚轮的两侧均通过第二弹性件与第三底座连接。

优选的，所述第二弹性件包括第二弹簧以及浮动块，所述浮动块的底部通过第二弹簧与第三底座固定，所述浮动块的一段与所述第一滚轮的端部转动连接。

采用上述技术方案，竖直方向第一滚轮独立浮动，每个第一滚轮的浮动块可随着第二弹簧的伸缩上下浮动，单个第一滚轮独立浮动(竖直方向)，由于单个第二弹簧质量小，可减小惯性冲击力；单个第一滚轮浮动时，不影响第二个第一滚轮及时进入啮合，因此可实现连续的啮合纠偏，避免了传统的整体多个转轴联动纠偏由于不能及时复位导致纠偏状态不连续的问题；初始状态下(第一滚轮未浮动时)，单个第一滚轮可进入列车齿轮的齿槽，但初始状态下两个第一滚轮间容不下完整的列车齿轮的齿；也就是说齿廓需要克服第二弹簧的弹力才能插入滚轮之间，相当于齿轮与弹性齿啮合，达到不断纠偏的效果。

优选的，两条所述钢轨之间设有两条滑轨，所述第三底座的下部设置有数个与所述滑轨配合的滑块，所述第三底座能相对于滑轨滑动，所述组纠偏组件还包括限位组块，所述限位组块用于对第三底座弹性限位。

优选的，所述限位组块包括第二底座，所述第二底座的底部与地面固定，所述第二底座上设置有横杆，所述第三底座的外侧设置有连接块，所述横杆活动贯穿所述连接块远离第三底座的一段，所述横杆上套设有两个第三弹簧，两个所述第三弹簧分别设置于所述连接块的两侧。

采用上述技术方案，当第三底座整体水平向右移动时，右侧第三弹簧被压缩，而左侧第三弹簧由于第二底座的限制，无法随第三底座向右移动，从而实现始终只有一侧第三弹簧作用的目的，从而可以在列车的齿轮与第一滚轮碰撞纠偏时产生缓冲作用力。

优选的，所述固定滚轮精调纠偏段包括互相衔接的软滚轮段以及硬滚轮段，所述硬滚轮段靠近所述调速装置的驶出端；所述软滚轮段包括第四底座以及数个第二滚轮，数个所述第二滚轮均转动设置于所述第四底座上，数个所述第二滚轮的表面均覆盖有尼龙材质；所述硬滚轮段包括第五底座以及数个第三滚轮，数个所述第三滚轮均转动设置于所述第五底座上；数个所述第二滚轮以及第三滚轮均沿着钢轨的长度方向均匀设置。

采用上述技术方案，软滚轮段比硬滚轮段的缓冲力更大，增加此段的目的是消除齿轮瞬时角速度的波动，为正常入齿啮合做好准备，经过软滚轮段比硬滚轮段的缓冲，达到一个精调纠偏的作用，列车齿轮能与轨道齿条进入完全正常啮合的状态；软面滚轮位移补偿能力取决于表层材料许用弹性形变量，可通过调整软层厚度来控制。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.工作时，齿轮从V形开口进入加速段跑道，沿着V形开口将跑道两侧撑开，侧面第一弹簧的压紧力通过跑道作用在齿轮的两侧，齿轮与接触面的尼龙材质结构接触，正压力产生的摩擦力为齿轮提供加速力矩，经过整段加速跑道后，齿轮最终达到与车辆行驶速度相匹配的目标转速，竖直方向第一滚轮独立浮动，每个第一滚轮的浮动块可随着第二弹簧的伸缩上下浮动，单个第一滚轮独立浮动(竖直方向)，由于单个第二弹簧质量小，可减小惯性冲击力；单个第一滚轮浮动时，不影响第二个第一滚轮及时进入啮合，因此可实现连续的啮合纠偏，避免了传统的整体多个转轴联动纠偏由于不能及时复位导致纠偏状态不连续的问题；初始状态下(第一滚轮未浮动时)，单个第一滚轮可进入列车齿轮的齿槽，但初始状态下两个第一滚轮间容不下完整的列车齿轮的齿；也就是说齿廓需要克服第二弹簧的弹力才能插入滚轮之间，相当于齿轮与弹性齿啮合，达到不断纠偏的效果，软滚轮段比硬滚轮段的缓冲力更大，经过软滚轮段比硬滚轮段的缓冲，达到一个精调纠偏的作用，列车齿轮能与轨道齿条进入完全正常啮合的状态。

2、通过设置摩擦加速段、浮动滚轮纠偏段以及固定滚轮精调纠偏段这三个不同的列车段，摩擦加速段正压力产生的摩擦力为齿轮提供加速力矩，经过整段加速跑道后，齿轮最终达到与车辆行驶速度相匹配的目标转速；浮动滚轮纠偏段达到初步纠偏，减少冲击力的效果；固定滚轮精调纠偏段能够达到一个精调纠偏的作用，使列车齿轮能与轨道齿条进入完全正常啮合的状态；经过以上的纠偏之后，使齿轮能够精确无误的与齿条啮合，从而不会因为齿轮与齿条的角度错位而导致撞击产生危险，并且上述一系列的结构所需要的弹簧预紧力、刚度、阻尼系数、摩擦系数、滚轮直径以及滚轮间距等参数要求都十分严格，因此本申请将列车的形式速度与具体的齿轮-齿条啮合装置的具体参数结合，使整个齿轮纠偏达到一个精确度的最大化。

3、列车齿轮的齿廓以及齿顶与第一滚轮相交点设计为圆弧形，以减小滚轮与列车齿轮齿尖接触应力。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明中一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置的立体结构示意图；

图2是本发明中一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置的俯视结构示意图；

图3是本发明图1中A部位的放大结构示意图；

图4是本发明图1中B部位的放大结构示意图；

图5是本发明图1中C部位的放大结构示意图。

附图标记

1-齿轮；2-钢轨；3-跑道；4-连杆；5-第一弹簧；6-第一底座；7-第二底座；8-接触面；9-第三弹簧；10-第二弹簧；11-第一滚轮；12-第二底座；13-浮动块；14-滑块；15-第三底座；16-第二滚轮；17-第三滚轮；18-第四底座；19-第五底座；20-连接块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和标示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合图1～5对本发明作详细说明。

实施例1

一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置，参照附图1，包括两条钢轨2，所述钢轨2间布设有摩擦加速段、浮动滚轮纠偏段以及固定滚轮精调纠偏段；所述摩擦加速段布设于两条所述钢轨2之间的驶入端，用于将列车下方齿轮1加速到目标转速；所述浮动滚轮纠偏段衔接于摩擦加速段的驶出端，用于初步调整列车下方齿轮1的相位角；所述固定滚轮精调纠偏段衔接于浮动滚轮纠偏段的驶出端，用于确保列车下方齿轮1调整至理想状态。

本实施例中，参照附图3，所述摩擦加速段包括两条跑道3，所述跑道3布设于两条所述钢轨2之间的驶入端且两条所述跑道3靠近驶入端的一侧通过第二底座7与地面固定；每条跑道3的两侧均铰接有两条连杆4，所述连杆4的另一端与轨道的内侧铰接，两条连杆4相对于跑道3倾斜且倾斜方向一致；两条所述跑道3的外侧均设置有数个第一弹性件，数个所述弹性件的伸缩方向均朝向对侧的跑道3。

其中，连杆4长度(孔间距)450mm，初始状态下连杆4与跑道3夹角20°，工作时连杆4拉力4.68kN，所需总弹簧力(单侧)23.6kN；初始状态下(齿轮1未进入跑道3时)连杆4所受拉力29kN；

压紧弹簧刚度25kgf/mm，自由高度90mm，单侧弹簧个数为5个；

初始状态下(齿轮1未进入跑道3时)弹簧预压缩量16mm。

本实施例中，数个所述第一弹性件均沿跑道3的长度方向均匀设置，所述弹性件包括第一底座6以及第一弹簧5，所述第一弹簧5的一端与所述跑道3的外侧固定，所述第一弹簧5的另一端与所述第一底座6固定，所述第一底座6的下部与钢轨2的内侧固定连接。

其中，第一弹簧5的刚度为25kgf/mm，自由高度为90mm，每条跑道3单侧的第一弹簧5数量为5个；初始状态下(齿轮1未进入跑道3时)每个第一弹簧5的预压缩量为16mm。

本实施例中，参照附图2，两条所述跑道3的内侧均覆盖接触面8，所述接触面8采用尼龙材质结构件。

本实施例中，两条所述跑道3的内侧的开口靠近驶入端的部位呈V字形，沿驶出端逐渐变窄直至宽度稳定；工作时，齿轮1从V形开口进入加速段跑道3，沿着V形开口将跑道3两侧撑开，侧面第一弹簧5的压紧力通过跑道3作用在齿轮1的两侧，齿轮1与接触面8的尼龙材质结构接触，正压力产生的摩擦力为齿轮1提供加速力矩，经过整段加速跑道3后，齿轮1最终达到与车辆行驶速度相匹配的目标转速。

其中，跑道3的单侧夹持力为22kN，接触面8的单侧摩擦力为4.4kN(单侧摩擦接触面8积约2200mm^2，接触应力约10MPa)，齿轮1角加速度为10.691rad/s^2，齿轮1加速到15km/h对应转速所需最小跑道3长度4.64m，(设计长度6m)。

初始状态下(齿轮1未进入跑道3时)跑道3间距80mm(齿轮1宽度86mm)，V形开口100mm。

本实施例中，参照附图4，所述浮动滚轮纠偏段包括数组纠偏组件，数组所述纠偏组件沿所述钢轨2的长度方向均匀间隔设置；每组纠偏组件均包括第三底座15以及数个第一滚轮11，数个所述第一滚轮11均转动设置于所述第三底座15上，数个所述第一滚轮11沿钢轨2的长度方向均匀设置；数个所述第一滚轮11的两侧均通过第二弹性件与第三底座15连接。

其中，纠偏组件为5组，每组纠偏组件设置有6个第一滚轮11，每个第一滚轮11的外径均为50mm，第一滚轮11的表层为尼龙材质，表层尼龙的单边厚度为10mm；同组相邻两个第一滚轮11间距100mm，浮动纠偏段每组间隔200mm；第一滚轮11与齿轮1中心距为355mm，纠偏时间约0.343s，纠偏过程车辆行程约1.428m。

本实施例中，所述第二弹性件包括第二弹簧10以及浮动块13，所述浮动块13的底部通过第二弹簧10与第三底座15固定，所述浮动块13的一段与所述第一滚轮11的端部转动连接；竖直方向第一滚轮11独立浮动，每个第一滚轮11的浮动块13可随着第二弹簧10的伸缩上下浮动，单个第一滚轮11独立浮动(竖直方向)，由于单个第二弹簧10质量小，可减小惯性冲击力；单个第一滚轮11浮动时，不影响第二个第一滚轮11及时进入啮合，因此可实现连续的啮合纠偏，避免了传统的整体多个转轴联动纠偏由于不能及时复位导致纠偏状态不连续的问题；初始状态下(第一滚轮11未浮动时)，单个第一滚轮11可进入列车齿轮1的齿槽，但初始状态下两个第一滚轮11间容不下完整的列车齿轮1的齿；也就是说齿廓需要克服弹第二弹簧10的簧弹力才能插入滚轮之间，相当于齿轮1与弹性齿啮合，达到不断纠偏的效果。

其中，竖直方向第二弹簧10的刚度为25kgf/mm，自由高度为80mm；所需单个弹簧力为2.2kN，预压缩量9mm；浮动量最大值10mm。

本实施例中，两条所述钢轨2之间设有两条滑轨，所述第三底座15的下部设置有数个与所述滑轨配合的滑块14，所述第三底座15能相对于滑轨滑动，所述组纠偏组件还包括限位组块，所述限位组块用于对第三底座15弹性限位。

其中，第三底座15下部单侧滑块14数量为2个。

本实施例中，所述限位组块包括第二底座7，所述第二底座7的底部与地面固定，所述第二底座7上设置有横杆，所述第三底座15的外侧设置有连接块20，所述横杆活动贯穿所述连接块20远离第三底座15的一段，所述横杆上套设有两个第三弹簧9，两个所述第三弹簧9分别设置于所述连接块20的两侧；当第三底座15整体水平向右移动时，右侧第三弹簧9被压缩，而左侧第三弹簧9由于第二底座7的限制，无法随第三底座15向右移动，从而实现始终只有一侧第三弹簧9作用的目的，从而可以在列车的齿轮1与第一滚轮11碰撞纠偏时产生缓冲作用力。

其中，水平方向第三弹簧9的刚度为7.62kgf/mm，自由高度200mm；所需单个弹簧力1kN，预压缩量13mm；浮动量最大值±50mm。

本实施例中，参照附图5，所述固定滚轮精调纠偏段包括互相衔接的软滚轮段以及硬滚轮段，所述硬滚轮段靠近所述调速装置的驶出端；所述软滚轮段包括第四底座18以及数个第二滚轮16，数个所述第二滚轮16均转动设置于所述第四底座18上，数个所述第二滚轮16的表面均覆盖有尼龙材质；所述硬滚轮段包括第五底座19以及数个第三滚轮17，数个所述第三滚轮17均转动设置于所述第五底座19上；数个所述第二滚轮16以及第三滚轮17均沿着钢轨2的长度方向均匀设置；软滚轮段比硬滚轮段的缓冲力更大，经过软滚轮段比硬滚轮段的缓冲，达到一个精调纠偏的作用，列车齿轮1能与轨道齿条进入完全正常啮合的状态。

其中，所述第二滚轮16数量为6个，所述第三滚轮17数量为6个，第二滚轮16以及第三滚轮17的外径均为50mm，第二滚轮16的表层尼龙单边厚度10mm；相邻两个滚轮间距为100mm。

当前跑道3设计长度约11m，可稍增加安全余量，跑道3总长度控制在12m-15m。

入齿装置全部部件与钢轨2顶面高度差最大值57.4mm＜75mm。

实施例2

与实施例1不同的是，本实施例中，两条跑道3靠近驶入端的一侧通过第二底座7与地面固定，两条跑道3的端部分别通过调整螺栓与所述过第二底座7固定；两侧跑道3向中间平移贴紧状态下，两侧第一弹簧5处于自由状态，此时可将第一弹簧5安装到位，两侧第一弹簧5安装到位后，通过拧动调整螺钉将两侧跑道3向前顶推，跑道3向外张开，第一弹簧5被预压缩，直到两侧跑道3间距调整到目标值，整个过程实现了摩擦加速段跑道3的快速安装。

实施例3

与实施例1不同的是，本实施例中，列车齿轮1的齿廓以及齿顶与第一滚轮11相交点设计为圆弧形，以减小滚轮与列车齿轮1齿尖接触应力。

实施例4

基于一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置的齿轮-齿条啮合方法：

(1)通过adams计算分析入齿啮合的全过程，针对摩擦加速段、浮动滚轮纠偏段以及固定滚轮精调纠偏段进行精确的力学分析；

(2)对一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置的所有结构参数(如：弹簧预紧力、刚度、阻尼系数、摩擦系数、滚轮直径以及滚轮间距等)进行优化，提出不同车速参数值下所需的不同单元式齿轮-齿条啮合装置结构参数，如表1所示；

表一：不同车速参数值下所需的不同单元式齿轮-齿条啮合装置结构参数表

得到上述一系列不同车速参数值下所需的不同单元式齿轮-齿条啮合装置结构参数之后，可合理控制摩擦加速段、浮动滚轮纠偏段以及固定滚轮精调纠偏段等各个段的长度、弹簧预紧力、刚度、阻尼系数、摩擦系数、滚轮直径以及滚轮间距等一系列的参数设置，可在实现连续的啮合纠偏，避免了传统的整体多个转轴联动纠偏由于不能及时复位导致纠偏状态不连续的问题的情况下将制造成本控制在最低；

根据上述的计算，设定出固定的摩擦加速段、浮动滚轮纠偏段以及固定滚轮精调纠偏段等一系列参数；

列车经过摩擦加速段的时候，车速必须控制在既定的车速参数上驶过，经过整个加速跑道后，齿轮最终达到与车辆行驶速度相匹配的目标转速；

经过摩擦加速段的加速，竖直方向第一滚轮独立浮动，每个第一滚轮的浮动块可随着第二弹簧的伸缩上下浮动，单个第一滚轮独立浮动(竖直方向)，由于单个第二弹簧质量小，可减小惯性冲击力；单个第一滚轮浮动时，不影响第二个第一滚轮及时进入啮合，因此可实现连续的啮合纠偏，避免了传统的整体多个转轴联动纠偏由于不能及时复位导致纠偏状态不连续的问题；初始状态下(第一滚轮未浮动时)，单个第一滚轮可进入列车齿轮的齿槽，但初始状态下两个第一滚轮间容不下完整的列车齿轮的齿；也就是说齿廓需要克服第二弹簧的弹力才能插入滚轮之间，相当于齿轮与弹性齿啮合，达到不断纠偏的效果。

经过浮动滚轮纠偏段的初步纠偏，进入了固定滚轮精调纠偏段，经过软滚轮段比硬滚轮段的缓冲，达到一个精调纠偏的作用，列车齿轮能与轨道齿条进入完全正常啮合的状态。

需要说明的是：

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 (10)

1.一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置，包括两条钢轨(2)，其特征在于：所述钢轨(2)间布设有摩擦加速段、浮动滚轮纠偏段以及固定滚轮精调纠偏段；

所述摩擦加速段布设于两条所述钢轨(2)之间的驶入端，用于将列车下方齿轮(1)加速到目标转速；

所述浮动滚轮纠偏段衔接于摩擦加速段的驶出端，用于初步调整列车下方齿轮(1)的相位角；

所述固定滚轮精调纠偏段衔接于浮动滚轮纠偏段的驶出端，用于确保列车下方齿轮(1)调整至理想状态。

2.根据权利要求1所述的一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置，其特征在于：所述摩擦加速段包括两条跑道(3)，所述跑道(3)布设于两条所述钢轨(2)之间的驶入端且两条所述跑道(3)靠近驶入端的一侧通过第二底座(7)与地面固定；每条跑道(3)的两侧均铰接有两条连杆(4)，所述连杆(4)的另一端与轨道的内侧铰接，两条连杆(4)相对于跑道(3)倾斜且倾斜方向一致；两条所述跑道(3)的外侧均设置有数个第一弹性件，数个所述弹性件的伸缩方向均朝向对侧的跑道(3)。

3.根据权利要求2所述的一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置，其特征在于：数个所述第一弹性件均沿跑道(3)的长度方向均匀设置，所述弹性件包括第一底座(6)以及第一弹簧(5)，所述第一弹簧(5)的一端与所述跑道(3)的外侧固定，所述第一弹簧(5)的另一端与所述第一底座(6)固定，所述第一底座(6)的下部与地面或钢轨(2)中的任一个固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置，其特征在于：两条所述跑道(3)的内侧均覆盖接触面(8)，所述接触面(8)采用尼龙材质结构件。

5.根据权利要求2所述的一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置，其特征在于：两条所述跑道(3)的内侧的开口靠近驶入端的部位呈V字形，沿驶出端逐渐变窄直至宽度稳定。

6.根据权利要求1所述的一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置，其特征在于：所述浮动滚轮纠偏段包括数组纠偏组件，数组所述纠偏组件沿所述钢轨(2)的长度方向均匀间隔设置；每组纠偏组件均包括第三底座(15)以及数个第一滚轮(11)，数个所述第一滚轮(11)均转动设置于所述第三底座(15)上，数个所述第一滚轮(11)沿钢轨(2)的长度方向均匀设置；数个所述第一滚轮(11)的两侧均通过第二弹性件与第三底座(15)连接。

7.根据权利要求6所述的一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置，其特征在于：所述第二弹性件包括第二弹簧(10)以及浮动块(13)，所述浮动块(13)的底部通过第二弹簧(10)与第三底座(15)固定，所述浮动块(13)的一段与所述第一滚轮(11)的端部转动连接。

8.根据权利要求6所述的一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置，其特征在于：两条所述钢轨(2)之间设有两条滑轨，所述第三底座(15)的下部设置有数个与所述滑轨配合的滑块(14)，所述第三底座(15)能相对于滑轨滑动，所述组纠偏组件还包括限位组块，所述限位组块用于对第三底座(15)弹性限位。

9.根据权利要求8所述的一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置，其特征在于：所述限位组块包括第二底座(7)，所述第二底座(7)的底部与地面固定，所述第二底座(7)上设置有横杆，所述第三底座(15)的外侧设置有连接块(20)，所述横杆活动贯穿所述连接块(20)远离第三底座(15)的一段，所述横杆上套设有两个第三弹簧(9)，两个所述第三弹簧(9)分别设置于所述连接块(20)的两侧。

10.根据权利要求1所述的一种竖向调速的单元式齿轮-齿条啮合装置，其特征在于：所述固定滚轮精调纠偏段包括互相衔接的软滚轮段以及硬滚轮段，所述硬滚轮段靠近所述调速装置的驶出端；所述软滚轮段包括第四底座(18)以及数个第二滚轮(16)，数个所述第二滚轮(16)均转动设置于所述第四底座(18)上，数个所述第二滚轮(16)的表面均覆盖有尼龙材质；所述硬滚轮段包括第五底座(19)以及数个第三滚轮(17)，数个所述第三滚轮(17)均转动设置于所述第五底座(19)上；数个所述第二滚轮(16)以及第三滚轮(17)均沿着钢轨(2)的长度方向均匀设置。