CN215154578U - 一种齿轨列车的齿轮导入机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种齿轨列车的齿轮导入机构，包括齿轮组件及齿轨组件；齿轮组件包括齿轮和其离合机构，齿轮周侧均布若干外齿；内部设计为椭圆结构与支撑内轴上的椭圆台，形成转动离合器。齿轨组件依次包括前导段、过渡段以及常规齿轨段，前导段为平滑表面；过渡段包括若干滑槽、插装在滑槽内的滑齿以及安装在滑齿下方的延时复位弹性体，滑齿前后两侧齿廓平行，由上至下逐渐向外倾斜，在滑齿之间有齿槽。本实用新型齿轮在过渡段中为柔性接触，避免了齿轮在与齿轨啮合过程中的刚性碰撞，通过调整齿轮的圆周切向位置，使得齿轮与齿轨啮合，能使齿轮顺利的过渡到常规齿轨段的啮合，防止应力集中、齿顶冲击损坏等，提高了齿轮的使用寿命。

Description

一种齿轨列车的齿轮导入机构

技术领域

本实用新型属于轨道交通技术领域，齿轨列车在粘着路段向齿轨路段过渡时，具体涉及一种齿轨列车的齿轮导入齿轨的机构。

背景技术

目前，齿轨轨道常用于山地旅游线路、矿山轨道线路等轨道交通方式中，其中，常用的一种齿轨轨道采用在轨道上设置齿条结构，并与轨道车辆底部的齿轮相啮合，以增大轨道车辆的爬坡能力，克服轨道车辆的钢轮与钢轨之间粘着力不足的问题。但该型齿轨轨道，在轨道车辆开始与齿轨接触时，齿轮与齿轨不容易形成准确啮合，容易导致齿轮与齿轨发生顶齿现象，严重时可能导致齿轮或齿轨损坏而影响相互啮合。

现有技术中提供了一种矿用齿轨导入装置，在发生顶齿现象时，通过连杆转臂机构使齿条实现避让，使销齿与齿轨逐渐啮合，但该方案中的导入装置结构和连接关系较为复杂，连杆之间的运动方向不一致，容易产生卡顿，不利于齿轮与齿条之间的啮合。

这些方案都没有从原理上解决导入过程中的顶齿震动冲击破坏。

实用新型内容

本实用新型针对目前的不足，提出一种新型齿轨列车的齿轮导入机构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种齿轨列车的齿轮导入机构，其特征在于，包括齿轮组件及齿轨组件；

所述齿轮组件包括齿轮和其离合机构，所述齿轮周侧均布若干外齿；齿轮内侧设计为椭圆结构，在支撑内轴（主动轴）上设有椭圆台，由于存在转动周向间隙；其特征为齿轮可以产生周向切线位移，形成双向转动离合器。双向离合为主动轴工作模式，意味着上坡及下坡时均可通过该轴控制行驶速度。

所述齿轨组件依次包括前导段、过渡段以及常规齿轨段，所述前导段为平滑表面；所述过渡段包括若干由隔板形成的滑槽、在所述滑槽内的滑齿以及安装在所述滑齿下方的延时复位弹性体，所述滑齿左右两侧齿廓相互平行，并由上至下倾斜，所述滑齿在滑槽内移动；所述常规齿轨段设有常规齿。

优选地，所述齿轮内圈开设椭圆形孔，所述椭圆形孔内有椭圆台，所述椭圆台固定在主动轴上，所述椭圆孔长轴长于所述椭圆台长轴，所述椭圆孔短轴长度略大于所述椭圆台短轴长度，所述椭圆台和所述椭圆孔长轴方向的端部之间对称设有相连的对中弹簧。

优选地，所述过渡段包括两侧护板以及间隔设置在所述护板之间的隔板，相邻所述隔板和所述护板之间围成所述滑槽。隔板22上端端面低于齿轮的齿顶，防止刚性碰撞。

优选地，所述滑槽呈倾斜设置，由上至下向着所述前导段倾斜，或者，由上至下向着所述常规齿轨段倾斜，所述滑槽倾斜优选角度约为70°-85°。

优选地，所述滑齿包括露出部和插入部，所述露出部外轮廓为所述齿廓，所述插入部插入所述滑槽，滑齿插入部底部上设有限位台阶以保证在复位时受护板上限位台的作用不能超出齿顶位置。

优选地，所述弹性体为复位延时弹簧，所述延时弹簧包括柱塞、气筒、弹簧以及流量帽，所述气筒套设在所述柱塞上端，所述弹簧套设在所述柱塞和所述气筒周侧，所述流量帽嵌设在所述气筒上端。流量帽气孔大小设定延时。

优选地，所述过渡滑齿在伸出状态下高度不超过所述常规齿。

上述技术方案可以得到以下有益效果：

本实用新型齿轮在前导段上方移动开始导入，齿轮和齿轨方向对齐，齿轮在过渡段，齿轮运动至外齿齿顶抵靠滑齿齿廓时，滑齿在外齿齿顶作用力下缩回滑槽，同时，齿轮外齿沿滑齿的倾斜齿廓滑动，直至齿轮外齿齿顶与齿槽槽底抵靠，并在摩擦力的作用下带动齿轮发生旋转，齿轮继续向前并进入下一个啮合，滑齿在延时弹性体带动下延迟复位，逐渐修正齿轮和滑齿的对应位置，直到齿轮外齿齿顶直接插入所述滑齿间而不与齿廓抵触，此时便可顺利滚动进入常规齿轨段，实现齿轮和常规齿轨正常接入。齿轮在过渡段中为柔性接触，能帮助齿轮更好地和常规齿轨段结合，减小齿轮在与齿轨啮合过程中的刚性碰撞，防止设备冲击，提高齿轮的使用寿命，逐步调整齿轮和齿轨的啮合情况，另一方面齿轮与主动支撑轴之间采用双椭圆双向离合结构，可以实现大功率大扭矩的柔性离合，提高了机构的安全性和可靠性舒适性，实现完全的齿轮导入啮合。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型侧视图。

图3是本实用新型普通滑齿示意图。

图4是图3的B向视图。

图5是护板截面示意图。

图6是本实用新型过渡滑齿示意图。

图7是本实用新型延时弹簧示意图。

图中：

1、前导段，2、过渡段，21、普通滑齿，211、露出部，212、插入部，212a、滑齿限位台阶，22、隔板，221、护板与隔板的固定螺栓，23、延时复位弹簧，231、柱塞，232、气筒，233、弹簧，234、流量帽，24、护板，24a、护板限位台阶，25、过渡滑齿，3、常规齿段，4、齿轮组件，41、齿轮，42、离合结构，421、椭圆台，422、对中弹簧，423、椭圆孔，5、主轴，α、滑槽倾斜角度，a、滑齿齿廓，a'、前齿廓，a''、后齿廓。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

如图1所示，本实用新型公开了一种齿轨列车的齿轮导入机构，包括齿轮组件4及齿轨组件。齿轮组件4包括齿轮41和离合结构42，齿轮41周侧均布若干外齿411。齿轨组件依次包括前导段1、过渡段2以及常规齿轨段3。

前导段1为平滑表面，齿轮41在前导段1上方经过，齿轮41和齿轨前进方向对齐，并进入过渡段2。

过渡段2包括若干滑槽、在滑槽内的滑齿21、25以及安装在滑齿下方的延时复位弹性体，滑齿21、25两侧平行由上至下逐渐向外倾斜，隔板22之间形成滑槽，滑齿21、25在滑槽内由下至上运动时，逐渐向滑槽外倾斜伸出，由上至下逐渐向内滑槽内倾斜缩回。齿轮41以滚动姿态进入过渡段2，滚动过程中，极少数情况中，下方外齿齿顶411a恰好落入齿间当中，和过渡段2啮合，直接滚动进入下一齿轨段；大多数情况中，下方外齿齿顶411a和滑齿齿廓a接触，齿轮41继续滚动，外齿411下压滑齿，弹性体在齿轮41碾压时增加齿顶411a的摩擦力，滑齿21、25在齿轮外齿411和弹性体的作用下逐渐缩回滑槽，同时，外齿齿顶411a与滑齿向下滑动至齿槽底部，由于滑槽是倾斜的（70°-85°），使得齿轮的齿顶411a在圆周上产生切向位移，齿轮41沿着切线方向做一个偏移，也可以说是齿轮41沿过渡段2的滚动和绕自身圆心的自转运动，逐步调整齿轨与齿轮的啮合位置，随着滚动导入，齿轮41重复上述运动，直到轮齿正常啮合位置。重要的是在齿轮滚动过后，在延时弹性体的作用下，滑齿从滑槽中伸出，恢复到原来位置，为后续齿轮导入做好准备。

结合图1、3、6所示，滑齿包括过渡滑齿25和普通滑齿21，过渡滑齿25呈坡度状，在伸出状态下高度低于普通滑齿21，过渡滑齿25位于过渡段2始端，和前导段1连接，过渡滑齿25齿廓呈倒V型，包括前齿廓a'和后齿廓a''，前齿廓a'与水平面夹角小于后齿廓a''与水平面夹角。齿轮41在从前导段1进入过渡段2时，首先和高度较低的过渡滑齿25接触，过渡滑齿25的前齿廓a'又更为平缓，齿轮41从前导段1进入过渡段2更为柔和。

结合图1、2，在本实施例中，滑槽呈倾斜设置，相应的滑齿也呈同角度倾斜设置，由上至下向着前导段1倾斜，在滑齿21、25缩回滑槽的过程中，利用倾斜角变化，便于外齿411在圆周切向调整减少啮合偏离。工程上滑槽倾斜角度α可以优选为70°-85°，有利于滑齿的滑动。在其他实施例中，滑槽由上至下向着常规齿轨段倾斜，也在本实用新型保护范围内。在其他实施例中，滑槽倾斜角度不限于上述范围，可依据位移量要求调整。

继续参考图1，齿轮组件的离合结构42内置在齿轮41内，齿轮41内圈开设椭圆形孔423，支撑内轴上的椭圆台421置于41的椭圆孔423内，支撑内轴与齿轮之间有同轴定位台阶；椭圆台421固定在主动轴5上，椭圆孔423长轴长于椭圆台421长轴，椭圆孔短轴长度略大于椭圆台421短轴长度，形成有效的大于齿轮周节的切向间隙，椭圆台421和椭圆孔长轴方向的端部之间对称设有双椭圆的对中弹簧422。使得齿轮双椭圆在粘着路段处于对称位置，便于导入齿轨时调整切向位移，双椭圆对中后存在离合间隙使齿轮可以在周向产生大于齿周节的位移，逐步调整齿轮导入时的啮合过程，也形成前进与倒车双向离合，便于支撑内轴5在上坡下坡时对列车速度的全程控制，同时由于双椭圆离合能传递较大的扭矩，也不会生产离合震动与冲击。

结合图1、2、5所示，过渡段2还包括两侧护板24以及间隔设置在护板24之间的隔板22，过渡段2两侧护板24沿着齿轨长度方向的延伸，护板24之间插入隔板22，隔板22将护板24之间的空间划分为若干滑槽，以供滑齿21、25和弹性体安装，此外，隔板22上端端面低于齿轮的齿顶，防止刚性碰撞。在护板内侧还设置了滑齿的护板限位台阶24a，确保滑齿在上下滑移过程中不能超出齿轨齿顶高度。

如图2-4所示，以普通滑齿21为例，滑齿包括露出部211和插入部212，露出部211外轮廓为齿廓，插入部212插入滑槽。滑齿插入部底部向左右两侧凸设有滑齿限位台阶212a，在滑齿复位时，滑齿限位台阶212a抵靠在护板限位台阶24a上，受护板限位台阶24a的限位作用滑齿不会超出齿顶位置。

如图7所示，弹性体为延时弹簧23，延时弹簧23包括柱塞231、气筒232、弹簧233以及流量帽234，气筒232套设在柱塞231上端，弹簧233套设在柱塞231和气筒232周侧，流量帽234嵌设在气筒232上端。通过延时弹簧23的作用，齿轮41的齿顶411a在最低处卸载弹簧力并开始脱离滑齿，延时时间间隔为前齿越过四个齿以上，齿轮经过后，滑齿21、25在延时弹簧的作用下恢复原位位置，为后续齿轮导入做好准备。

齿轮41在过渡段2调整成与滑齿21、25啮合状态，齿轮滚动到常规齿段后自然啮合，进入正常工作状态。

以上所述均为本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的原理前提下，对本实用新型的各种等价形式的修改均属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种齿轨列车的齿轮导入机构，其特征在于：包括齿轮组件及齿轨组件；

所述齿轮组件包括齿轮以及离合结构，所述齿轮周侧均布若干外齿；齿内侧设计为椭圆孔结构；支撑内轴上设有椭圆台，所述椭圆台内置在椭圆孔结构中形成双向转动离合结构；

所述齿轨依次包括前导段、过渡段以及常规齿轨段，所述前导段为特征为低于齿轨底部的平滑表面，对第一块滑齿运动限位；所述过渡段包括若干滑槽、插装在所述滑槽内的滑齿以及安装在所述滑齿下方的延时复位的弹性体，所述常规齿轨段设有常规普通齿。

2.根据权利要求1所述的一种齿轨列车的齿轮导入机构，其特征在于：所述齿轮内圈开设椭圆形孔，所述椭圆形孔内对应椭圆台，所述椭圆台固定在主动轴上，所述椭圆孔短轴长度大于所述椭圆台短轴的长度，所述椭圆台和所述椭圆孔长轴方向的端部之间对称设有连接对中弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种齿轨列车的齿轮导入机构，其特征在于：所述过渡段还包括两侧护板以及间隔设置在所述护板之间的隔板，相邻所述隔板和所述护板之间围成所述滑槽。

4.根据权利要求3所述的一种齿轨列车的齿轮导入机构，其特征在于：所述滑槽呈倾斜设置，由上至下向着所述前导段倾斜。

5.根据权利要求4所述的一种齿轨列车的齿轮导入机构，其特征在于：所述滑齿包括露出部和插入部，所述露出部外轮廓为齿廓，所述插入部插入所述滑槽，滑齿移动于槽内，所述滑槽倾斜的优选角度约为70°-85°。

6.根据权利要求4所述的一种齿轨列车的齿轮导入机构，其特征在于：所述滑齿包括过渡滑齿和普通滑齿，所述过渡滑齿在伸出状态下高度低于普通滑齿呈坡度状，所述过渡滑齿位于过渡段始端，和前导段连接；所述过渡滑齿与普通滑齿在伸出状态下工程位置及分布与常规齿相同。

7.根据权利要求1所述的一种齿轨列车的齿轮导入机构，其特征在于：所述弹性体为延时弹簧，所述延时弹簧包括柱塞、气筒、弹簧以及流量帽，所述气筒套设在所述柱塞上端，所述弹簧套设在所述柱塞和所述气筒周侧，所述流量帽嵌设在所述气筒上端，在所述流量帽上设有小进气孔。

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