JP2015068451A - 鉄道車両用歯車装置及び鉄道車両用台車 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータ1が発生するトルクを、撓み軸継手2を介して小歯車3aに伝達し、この小歯車3aに噛み合う大歯車3bを経て車軸4に取り付けた車輪5に伝達する鉄道車両用歯車装置3である。当該鉄道車両の常用車速域に相当する噛み合い周波数範囲内に、例えば小歯車3aと大歯車3bで構成される歯車対の噛み合い共振周波数が入らないように、当該小歯車3aを構成する。
【効果】常用車速域における歯車対の共振を避けることができる結果、歯車装置やこの歯車装置を搭載した鉄道車両用台車の振動低減、さらには騒音低減に効果を発揮する。
【選択図】図12
Description
モータが発生するトルクを、撓み軸継手を介して小歯車に伝達し、この小歯車に噛み合う大歯車を経て車軸に取り付けた車輪に伝達する鉄道車両用歯車装置において、
当該鉄道車両の常用車速域に相当する噛み合い周波数範囲内に、小歯車と大歯車で構成される歯車対の噛み合い共振周波数が入らないように、あるいは前記噛み合い共振周波数のピーク値を低減させるように、前記小歯車を構成した点を最も主要な特徴としている。
発明者らは、対をなす大歯車と小歯車の共振現象を有限要素法によって評価した。
(2) モード座標系で求めた大歯車と小歯車の運動方程式をばね要素で結合し、全体系の運動方程式を求める。
(4) (3)で求めたひずみエネルギに対して、大歯車、小歯車、結合に用いた噛み合いばねそれぞれのひずみエネルギの割合を求めて対策を検討する。
A.モード座標で表現された小歯車と大歯車の運動方程式(前記(1)の評価手順)
モード座標で表現された小歯車の運動方程式は下記数式2で表される。
本発明の上記構成を具体的に実現するための構造を説明する前に、まず鉄道車両用歯車装置の一例を示す図8に基づいて歯車装置の各部位の呼称を説明する。なお、図8は、公知文献である特開平7−113459号公報から引用したものである。
公的規格JIS B1701−2に示されたモジュールの標準値:6
基準ピッチ円直径:約520mm
使用条件によって変わるが、鉄道車両に使用される歯車の歯幅は一般的には50〜100mmの範囲である。本実施例では70mmとした。
(a) 軸剛性または軸重量を変更する。
(b) 小歯車の重量に占める軸部の重量比を変更する。
(a)の手段を講じる場合において、例えば軸剛性を変更する際は軸径を変更することになるが、軸径の変更に応じて軸重量が変わるため、軸重量で換算することが可能である。従って、ここでは軸重量を変更した場合の共振周波数、ねじりの周波数、曲げの周波数の変化を図10に示す。図10中の横軸の「軸重量の比」とは、初期形状の小歯車(図4に示した振動加速度を有する歯車対に用いられた小歯車)の軸部重量を1とした場合の重量割合を示したものである。
2 撓み軸継手
3 歯車装置
3a 小歯車
3b 大歯車
4 車軸
5 車輪
Claims (3)
- モータが発生するトルクを、撓み軸継手を介して小歯車に伝達し、この小歯車に噛み合う大歯車を経て車軸に取り付けた車輪に伝達する鉄道車両用歯車装置において、
当該鉄道車両の常用車速域に相当する噛み合い周波数範囲内に、小歯車と大歯車で構成される歯車対の噛み合い共振周波数が入らないように、あるいは前記噛み合い共振周波数のピーク値を低減させるように、前記小歯車を構成したことを特徴とする鉄道車両用歯車装置。 - 鉄道車両の常用車速域に相当する噛み合い周波数範囲内に前記歯車対の噛み合い共振周波数が入らないように、あるいは前記噛み合い共振周波数のピーク値を低減させるようにするための前記小歯車の構成は、小歯車の曲げの変形モード又はねじりの変形モードの発生周波数を調整することによって行うものであることを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両用歯車装置。
- 請求項1又は2に記載の鉄道車両用歯車装置を搭載したことを特徴とする鉄道車両用台車。
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Citations (2)
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JP2001263335A (ja) * | 2000-03-16 | 2001-09-26 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置及び画像形成方法 |
JP2007269078A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鉄道車両用歯車装置及び鉄道車両用台車 |
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