CN205047803U - 一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型请求保护一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置，属于高铁车辆使用的齿轮传动装置领域，该装置采用油浴、飞溅、多油道集中引导复合结构润滑；非接触式“三腔”、“五重”、“五道”复合迷宫密封结构；主要由输入端鼓形齿式联轴器、一级平行轴圆柱齿轮传动、45°斜对分式箱体、吊杆式悬挂装置等构成。该装置为大功率、大扭矩、高转速、耐受强大冲击、极端环境、轻量化、高可靠性、长寿命的齿轮传动装置。

Description

一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置

技术领域

本实用新型涉及高铁车辆使用的齿轮传动装置，具体为一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置。

背景技术

高铁车辆通常是指时速≥200Km/h以上的轨道车辆。高铁线路运行里程长，跨越的区域范围广，其使用环境如温度、风沙等变化大，齿轮线速度达到25～70m/s，属于中、高速、大功率、大扭矩、大冲击重载齿轮传动，所有零部件需能耐受极端环境温度：高温45～50℃，高寒-40～-45℃，极端气候：冰雪、雨水、风暴、沙尘，强大冲击振动：≥75g；齿轮、箱体等关重零部件满足30年使用寿命、密封可靠免维护等诸多苛刻要求。

现有技术齿轮箱也无法稳定满足高铁运营寿命30年、2400万公里、极寒/高温、高可靠性、无渗漏等极端严格要求，本实用新型正是寻求上述不足的解决之道，集成实现大功率、大扭矩、高转速、耐受强大冲击、极端环境、轻量化、高可靠性、长寿命、无渗漏的高铁齿轮传动装置。

实用新型内容

针对现有技术的不足，提出了一种大功率、大扭矩、高转速、耐受强大冲击、极端环境、轻量化、高可靠性、延长使用寿命的用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置。本实用新型的技术方案如下：一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置，包括鼓形齿式联轴器，所述鼓形齿式联轴器包括电机侧半联轴器、齿轮箱侧半联轴器以及一组连接螺栓，其还包括齿轮箱箱体、输入轴总成和输出轴总成，所述输入轴总成包括输入齿轮轴、输入轴前轴承、输入轴中间轴承、输入轴后轴承、输入轴轴承座及输入轴前端盖、输入轴后端盖，所述输入齿轮轴用于连接齿轮箱侧半联轴器，输入轴前轴承、输入轴中间轴承、输入轴后轴承与输入齿轮轴相连接，所述输入轴轴承座固定于齿轮箱箱体上，输入轴前端盖与密封环组成迷宫密封并对输入轴前轴承轴向限位、输入轴后端盖与齿轮箱箱体端面压紧形成端面密封并对输入轴后轴承压紧限位。

所述输出轴总成包括输出斜齿轮、输出轴轴承座、输出轴端盖、圆锥滚子轴承、输出轴密封环、输出轴密封盖、输出轴接地端盖、输出轴密封环、输出轴接地环、输出轴调整垫，所述输出斜齿轮与车轴连接，圆锥滚子轴承的内圈安装于车轴内，圆锥滚子轴承的外圈安装在输出轴轴承座内，输出轴轴承座安装在齿轮箱箱体中，输出轴端盖、输出轴接地端盖固定于齿轮箱箱体上，输出轴密封环、输出轴密封盖、输出轴密封环、输出轴接地环通过过盈联接安装于车轴上。

进一步的，所述输入轴前轴承、输入轴后轴承为圆柱滚子轴承，所述输入轴中间轴承为球轴承。

进一步的，所述圆锥滚子轴承为两个且呈面对面的X型对向设置于车轴上。

进一步的，所述输入轴总成还包括输入轴隔圈，输入轴隔圈位于输入轴前端轴承座内并由输入轴前端盖压紧，同时设置定位销防转。

进一步的，所述输入轴前轴承的内圈安装于输入齿轮轴上，由输入齿轮轴上过盈配合的密封环轴向定位，输入轴前轴承的外圈安装于输入轴轴承座的前端轴承座中，并由输入轴隔圈轴向固定。

进一步的，所述输入轴中间轴承为四点接触球轴承，输入轴中间轴承和输入轴后轴承均安装于输入齿轮轴后端，输入轴中间轴承和输入轴后轴承之间设有轴承外隔圈、轴承内隔圈，轴承外隔圈、轴承内隔圈的外圈安装在输入轴后端轴承座内，由输入轴后端盖轴向固定轴承外圈，轴承内圈由输入轴挡板通过螺栓轴向固定于输入齿轮轴上；调整垫设置于输入轴后轴承外圈与输入轴后端盖之间。

进一步的，输入轴前端盖，密封环，输入轴隔圈协同构成输入轴非接触式动复合密封结构，防止输入端漏油、进水、防尘。

进一步的，所述齿轮箱箱体包括上箱体、下箱体，所述上箱体与下箱体(34)呈斜对分式设置，所述上箱体与下箱体的结合面与水平面之间的夹角为45度。

进一步的，所述齿轮箱箱体集成有减搅油降温复合隔腔、多点位集油/进油/回油系统、动态油位观察窗、齿轮啮合观察窗、安全止挡、自净式加油螺塞、自净式放油螺塞、四点位温度传感器接口。

进一步的，还包括接地装置，接地装置安装在输出轴接地端盖上，所述输出轴接地环通过过盈配合联接在车轴上，集成于接地装置中的碳刷在恒力弹簧的作用下与输出轴接地环紧密接触，构成漏电接地回路。

本实用新型的优点及有益效果如下：

本实用新型采用一级平行轴圆柱齿轮传动、高强度铝合金箱体、高精度轴承、高可靠性密封结构等系统优化集成方案，具有结构紧凑、轻量化、高强度、高可靠性、长寿命等优点，能够满足苛刻的高铁实际运营要求。

本实用新型的齿轮箱箱体采用高强度耐极寒铝合金，45°斜对分式上箱体(31)、下箱体(32)组合式箱体，箱体壁厚均匀过渡，左右对称结构，对称中心面与齿轮副啮合中心面重合，极大地增强了箱体的刚度及一致性，提高了抗冲击、疲劳复合承载能力。

本实用新型的输入轴、输出轴均采用国际先进高精度轴承，输入轴为“前端圆柱滚子、后端四点球加圆柱滚子”支承形式，输出轴系“X”圆锥滚子轴承布局，具有结构紧凑、刚性好、高速运转平稳、寿命长、易维护、抗震能力强的优点。

本实用新型的齿轮采用特殊优化复合修缘设计、特殊耐冲击、抗极寒、特殊材料及热处理、高制造精度保障，具有高强度、高刚性、运行平稳、高可靠性等优点，能够满足高铁使用寿命30年的严苛要求。

本实用新型采用的输入、输出轴“三腔”、“五重”及“五道”非接触式动复合迷宫密封结构，有效确保齿轮箱在高铁任何使用环境条件下的可靠密封——无渗漏。

本实用新型的吊杆式悬挂装置(39)将齿轮箱体通过仿真优化的橡胶弹性元件与转向架联接支撑，能够很好地衰减、缓冲来自路轨及车辆交替激振。

附图说明

图1是本实用新型提供优选实施例的为本实用新型的内部结构示意图。

附图2为本实用新型的外部结构。

图中：1-电机；2-电机侧半联轴器；3-齿轮箱侧半联轴器；4-输入齿轮轴；5-输入轴前端盖；6-密封环；7-输入轴隔圈；8-定位销；9-箱体；10-输入轴前端轴承座；11-输入轴后端轴承座；12-四点接触球轴承；13-轴承外隔圈；14-轴承内隔圈；15-输入轴后轴承；16-输入轴后端盖；17-输入轴挡板；18-调整垫；19-输出斜齿轮；20-输出轴轴承座；21-输入轴前轴承；22-输出轴端盖；23-圆锥滚子轴承；24-车轴；25-输出轴密封环；26-输出轴密封盖；27-输出轴接地端盖；28-输出轴密封环；29-输出轴接地环；30-输出轴轴承座。温度传感器接口4处；熔断器接口1处；31-上箱体；32-下箱体；33-接地装置；34-自净式加油螺塞；35-油位观察窗；36-自净式放油螺塞；37-防撞板；38-防撞板；39-吊杆式悬挂装置；40-安全止挡；41-齿轮啮合观察窗。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型作进一步说明：

下面结合本实用新型主要由：输入端联轴器2/3、输入轴总成、输出轴总成、箱体及附件、接地装置、吊杆式悬挂装置39等组成。

鼓形齿式联轴器——采用中国第ZL201320207652.3号实用新型专利所公布的技术方案，由半联轴器2、半联轴器3以及一组连接螺栓组成，起到传递扭矩、过载保护、缓冲吸振、位移补偿的作用。图中，动力装置电选用电机1通过圆锥过盈配合副与带有过载保护的半联轴器2连接，半联轴器3与输入轴4通过圆锥过盈配合副连接，两个半联轴器2、3之间用螺栓连接。

输入端联轴器——由电机侧半联轴器2、齿轮箱侧半联轴器3、连接螺栓组成。

电机1通过圆锥过盈配合副与带有过载保护的电机侧半联轴器2连接，齿轮箱侧半联轴器3与齿轮传动装置的输入齿轮轴4通过圆锥过盈配合副连接，两个半联轴器用螺栓连接。

输入轴总成——由输入齿轮轴4、输入轴前端盖5、密封环6、输入轴隔圈7、定位销8、输入轴前端轴承座10、输入轴后端轴承座11、四点接触球轴承12、轴承外隔圈13、轴承内隔圈14、输入轴后轴承15、输入轴后端盖16、输入轴挡板17、调整垫18、输入轴前轴承21等零件构成。

输入轴前端盖5通过螺栓固定在输入轴前端轴承座10上，输入轴前端轴承座10通过螺栓固定在箱体9上，输入轴隔圈7位于输入轴前端轴承座10内并由输入轴前端盖5压紧，同时设置定位销8防转，输入轴隔圈7的主要功用——挡油，是密封系统的重要环节。

输入轴前轴承21内圈安装于输入齿轮轴4上，由输入齿轮轴4上过盈配合的密封环6轴向定位，外圈安装于输入轴前端轴承座10中，并由输入轴隔圈7轴向固定；四点接触球轴承12和输入轴后轴承15安装于输入齿轮轴4后端，轴承之间设有轴承外隔圈13、轴承内隔圈14，两轴承外圈安装在输入轴后端轴承座11内，由输入轴后端盖16轴向固定轴承外圈，轴承内圈由输入轴挡板17通过螺栓轴向固定于输入齿轮轴4上；调整垫18起到调整轴承外圈间隙的功用。

输入轴非接触式动复合迷宫结构由输入轴前端盖5，密封环6，输入轴隔圈7协同构成。

输出轴总成——由输出斜齿轮19、两个输出轴轴承座20、输出轴端盖22、两个圆锥滚子轴承23、输出轴密封环25、输出轴密封盖26、输出轴接地端盖27、输出轴密封环28、输出轴接地环29、输出轴调整垫30等零件构成。

输出斜齿轮19与车轴通过圆柱过盈配合副连接，两个圆锥滚子轴承23内圈以“面对面——X型”方式安装于车轴24上，外圈安装在输出轴轴承座20内；输出轴轴承座20通过螺栓安装在箱体9的轴承座孔中，输出轴端盖22、输出轴接地端盖27通过螺栓固定于箱体9上；输出轴密封环25、输出轴密封盖26、输出轴密封环28、输出轴接地环29通过过盈联接安装于车轴24上。

输出轴非接触式前动复合迷宫密封结构由输出轴接地端盖27、输出轴密封环28、输出轴接地环29、输出轴轴承座30协同组成。

输出轴非接触式后动复合迷宫密封结构由：输出轴端盖22、输出轴密封环25、输出轴密封盖26、输出轴轴承座30协同组成。

箱体及附件——齿轮箱箱体采用高强度铝合金，45°斜对分式上箱体31、下箱体32组合式箱体集：减搅油降温复合隔腔、多点位集油/进油/回油系统、动态油位观察窗35、齿轮啮合观察窗41、安全止挡40、自净式加油螺塞34、自净式放油螺塞36、四点位温度传感器接口、熔断器接口等多种功能于一体。箱体底部设置有防撞板37、防撞板38用于保护箱体免于飞石撞击。

接地装置——由输出轴接地环29、接地装置33组成。

输出轴接地环29通过过盈配合联接在车轴24上，接地装置33安装在输出轴接地端盖27上，集成于接地装置33中的碳刷在恒力弹簧的作用下与输出轴接地环29紧密接触，构成漏电接地回路。

吊杆式悬挂装置——由吊杆、弹性支撑、调整垫、锁紧螺母零件构成。

吊杆式悬挂装置39通过橡胶元件与齿轮传动装置的箱体、转向架实现弹性联接支撑。

输出轴端盖22、输出轴密封环25、输出轴密封盖26、输出轴后端轴承座20之间协同形成具有“三腔”、“五重”及“五道”密封功能的输出轴非接触式后动复合迷宫密封结构。输出轴端盖22与输出轴密封盖26构成第一腔、输出轴端盖22与输出轴后端轴承座20构成第二腔、圆锥滚子轴承(23)与输出轴后端轴承座20构成第三腔；本密封结构在于具有五种功能特点，即融合“卸”、“吸”、“阻”、“挡”、“回”等但不限于此五种特征。称之为“五重”。输出轴密封盖26与输出轴端盖22形成第一道密封和第二道密封、输出轴端盖22与输出轴密封环25构成第三道密封、输出轴密封环25外圈构成第四道密封、输出轴后端轴承座20与输出轴密封环25构成第五道密封，成为“五道”。该密封结构在高铁实际运营苛刻的使用条件下，仍然具有可靠的密封效果。

从图1及图2中可以看出动力传递的路径是：电机1的动力→输入端联轴器半联轴器2、半联轴器3→平行的输入轴4、输出轴43以及两者之间的渐开线斜齿圆柱齿轮副——输入轴齿轮42与输出轴齿轮19→车轴24。

动力传递通过一对平行轴渐开线斜齿圆柱齿轮副——输入齿轮轴(4)与输出斜齿轮(19)实现。电机1通过输入端联轴器2、3、输入轴齿轮4、输出斜齿轮19、车轴24将动力传递给车轮，驱动车辆运行。

以上这些实施例应理解为仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。在阅读了本实用新型的记载的内容之后，技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本实用新型权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置，包括鼓形齿式联轴器，所述鼓形齿式联轴器包括电机侧半联轴器(2)、齿轮箱侧半联轴器(3)以及一组连接螺栓，其特征在于：还包括齿轮箱箱体(9)、输入轴总成和输出轴总成，所述输入轴总成包括输入齿轮轴(4)、输入轴前轴承(21)、输入轴中间轴承(12)、输入轴后轴承(15)、输入轴轴承座及输入轴前端盖(5)、输入轴后端盖(16)，所述输入齿轮轴(4)用于连接齿轮箱侧半联轴器(3)，输入轴前轴承(21)、输入轴中间轴承(12)、输入轴后轴承(15)与输入齿轮轴(4)相连接，所述输入轴轴承座固定于齿轮箱箱体(9)上，输入轴前端盖(5)与密封环(6)组成迷宫密封并对输入轴前轴承(21)轴向限位、输入轴后端盖(16)与齿轮箱箱体(9)端面压紧形成端面密封并对输入轴后轴承(15)压紧限位，

所述输出轴总成包括输出斜齿轮(19)、输出轴轴承座(20)、输出轴端盖(22)、圆锥滚子轴承(23)、输出轴密封环(25)、输出轴密封盖(26)、输出轴接地端盖(27)、输出轴密封环(28)、输出轴接地环(29)、输出轴调整垫(30)，所述输出斜齿轮(19)与车轴(24)连接，圆锥滚子轴承(23)的内圈安装于车轴(24)内，圆锥滚子轴承(23)的外圈安装在输出轴轴承座(20)内，输出轴轴承座(20)安装在齿轮箱箱体(9)中，输出轴端盖(22)、输出轴接地端盖(27)固定于齿轮箱箱体(9)上，输出轴密封环(25)、输出轴密封盖(26)、输出轴密封环(28)、输出轴接地环(29)通过过盈联接安装于车轴(24)上。

2.根据权利要求1所述的一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置，其特征在于：所述输入轴前轴承(21)、输入轴后轴承(15)为圆柱滚子轴承，所述输入轴中间轴承(12)为球轴承。

3.根据权利要求1所述的一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置，其特征在于：所述圆锥滚子轴承(23)为两个且呈面对面的X型对向设置于车轴(24)上。

4.根据权利要求1所述的一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置，其特征在于：所述输入轴总成还包括输入轴隔圈(7)，输入轴隔圈(7)位于输入轴前端轴承座(10)内并由输入轴前端盖(5)压紧，同时设置定位销(8)防转。

5.根据权利要求1所述的一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置，其特征在于：所述输入轴前轴承(21)的内圈安装于输入齿轮轴(4)上，由输入齿轮轴(4)上过盈配合的密封环(6)轴向定位，输入轴前轴承(21)的外圈安装于输入轴轴承座的前端轴承座(10)中，并由输入轴隔圈(7)轴向固定。

6.根据权利要求1所述的一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置，其特征在于：所述输入轴中间轴承(12)为四点接触球轴承，输入轴中间轴承(12)和输入轴后轴承(15)均安装于输入齿轮轴(4)后端，输入轴中间轴承(12)和输入轴后轴承(15)之间设有轴承外隔圈(13)、轴承内隔圈(14)，轴承外隔圈(13)、轴承内隔圈(14)的外圈安装在输入轴后端轴承座(11)内，由输入轴后端盖(16)轴向固定轴承外圈，轴承内圈由输入轴挡板(17)通过螺栓轴向固定于输入齿轮轴(4)上；调整垫(18)设置于输入轴后轴承(15)外圈与输入轴后端盖(16)之间。

7.根据权利要求1所述的一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置，其特征在于：输入轴前端盖(5)，密封环(6)，输入轴隔圈(7)协同构成输入轴非接触式动复合密封结构，防止输入端漏油、进水、防尘。

8.根据权利要求1所述的一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置，其特征在于：所述齿轮箱箱体(9)包括上箱体(33)、下箱体(34)，所述上箱体(33)与下箱体(34)呈斜对分式设置，所述上箱体(33)与下箱体(34)的结合面与水平面之间的夹角为45度。

9.根据权利要求1所述的一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置，其特征在于：所述齿轮箱箱体(9)集成有减搅油降温复合隔腔、多点位集油/进油/回油系统、动态油位观察窗(35)、齿轮啮合观察窗(41)、安全止挡(40)、自净式加油螺塞(34)、自净式放油螺塞(36)、四点位温度传感器接口。

10.根据权利要求1所述的一种用于高铁车辆的带鼓形齿式联轴器的齿轮传动装置，其特征在于：还包括接地装置(33)，接地装置(33)安装在输出轴接地端盖(27)上，所述输出轴接地环(29)通过过盈配合联接在车轴(24)上，集成于接地装置(33)中的碳刷在恒力弹簧的作用下与输出轴接地环(29)紧密接触，构成漏电接地回路。