ГРУППОВОЙ ПРИВОД ДВУХОСНОЙ ТЕЛЕЖКИ ТЕПЛОВОЗА Российский патент 2004 года по МПК B61C9/48 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции группового привода двухосной тележки тепловоза.

Известен групповой привод двухосной тележки тепловоза, содержащий расположенный в средней зоне тележки электродвигатель, а также приводимый им групповой редуктор, неподвижно закрепленный на раме тележки, в котором на входном валу установлена ведущая шестерня и по обеим сторонам от нее расположены промежуточные шестерни и ведомые раздаточные зубчатые колеса. Причем каждое раздаточное колесо соединено ведущей карданной муфтой, поперечным валом и ведомой карданной муфтой с индивидуальной для каждой колесной пары осевой зубчатой передачей. Несущий корпус группового редуктора не соединяется с остовом электродвигателя. Для соединения входного вала группового редуктора с валом электродвигателя служит продольно-свертная муфта больших размеров (см. Тепловозы / Под редакцией Н.И. Панова. - М.: Машиностроение, 1976, с. 431, схема №13).

Недостатком данной конструкции является ее сложность и увеличенные габариты, затрудняющие размещение оборудования в раме тележки. Закрепление группового редуктора на раме тележки приводит к усилению ее металлоконструкции, увеличивает массу двухосной тележки в целом.

Монтаж и эксплуатация группового редуктора на раме тележки связаны с большими трудностями, так как корпус группового редуктора обособлен от остова электродвигателя, вследствие чего незначительные отклонения от установочных размеров вызывают нарушение соосности входного вала группового редуктора с валом электродвигателя, что приводит к напряженному режиму работы продольно-свертной муфты.

Изобретение решает задачу упрощения конструкции и уменьшения габаритных размеров группового привода двухосной тележки тепловоза.

Для решения указанной задачи групповой привод двухосной тележки тепловоза, содержащий в средней зоне тележки электродвигатель и раздаточные зубчатые колеса, каждое из которых соединено ведущей карданной муфтой, поперечным валом и ведомой карданной муфтой с индивидуальной для каждой колесной пары осевой зубчатой передачей, снабжен двумя пустотелыми цапфами, закрепленными на остове электродвигателя, и ведущей шестерней, насаженной на вал электродвигателя, причем раздаточные зубчатые колеса установлены на указанных пустотелых цапфах и входят в зацепление с ведущей шестерней электродвигателя, а ведущие карданные муфты расположены внутри пустотелых цапф и соединены с раздаточными зубчатыми колесами фланцами.

Такая конструкция группового привода тепловоза, которая снабжена двумя пустотелыми цапфами, закрепленными на остове двигателя, и ведущей шестерней, насаженной на вал электродвигателя, причем раздаточные зубчатые колеса установлены на указанных пустотелых цапфах и входят в зацепление с ведущей шестерней электродвигателя, а ведущие карданные муфты расположены внутри пустотелых цапф и соединены с раздаточными зубчатыми колесами фланцами, является более простой и уменьшенных габаритных размеров. При этом операция центрирования валов с применением продольно-свертной муфты не требуется.

Заявляемый групповой привод двухосной тележки может быть применен на маневровых и грузовых тепловозах, что позволит упростить конструкцию экипажной части этих тепловозов.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен предлагаемый привод, вид на тележку в плане; на фиг.2 - сечение раздаточных зубчатых колес вертикальной плоскостью с приложением сил, действующих на остов тягового электродвигателя и раму тележки.

Групповой привод двухосной тележки тепловоза имеет тяговый электродвигатель 1, закрепленный на средних поперечных балках 2 рамы 3 тележки. На остове электродвигателя установлены противоположно друг другу две пустотелые цапфы 4, ориентированные вдоль электродвигателя параллельно его валу, на котором насажена ведущая шестерня 5. На подшипниках 6 пустотелых цапф 4 установлены раздаточные зубчатые колеса 7, которые с двух сторон входят в зацепление с ведущей шестерней 5 и соединены фланцем 8, ведущей карданной муфтой 9, поперечным валом 10, имеющим шлицевое сочленение 11, и ведомой карданной муфтой 12 с входным валом 13 осевой зубчатой передачи. Осевая зубчатая передача, состоящая из шестерни 14, насаженной на вал 13, и зубчатого колеса 15, насаженного на ось 16 колесной пары, смонтирована в несущем корпусе 17. Раздаточные зубчатые колеса 7 совместно с ведущей шестерней 5 имеют защитный кожух 18, служащий для сохранения смазки.

Ведущая карданная муфта 9 обеспечивает передачу вращающего момента при наличии угла между геометрическими осями вращения фланца 8 и поперечного вала 10. Ведомая карданная муфта 12 - при наличии угла между геометрическими осями вращения поперечного вала 10 и входного вала 13 осевой зубчатой передачи. В качестве карданных муфт могут применяться сдвоенные шарнирные муфты (карданы), пластинчатые или резинокордные муфты, а также муфты с эластичными шарнирами.

При сборке группового привода на экипажной тележке вначале насаживаются ведущая шестерня 5 на вал электродвигателя и шестерни 14 на входные валы 13 осевых зубчатых передач. Отдельно устанавливаются на остове электродвигателя пустотелые цапфы 4 с раздаточными зубчатыми колесами 7, соединяются карданными муфтами поперечные валы 10 с фланцами 8 и входными валами 13 осевых зубчатых передач. При разъединенных по шлицам поперечных валах 10 закрепляются фланцы 8 на раздаточных зубчатых колесах 7. Электродвигатель 1 с раздаточными зубчатыми колесами 7, карданными муфтами 9 и 12 закрепляется на средних поперечных балках 2 рамы 3 тележки и посредством разъемных корпусов 17 устанавливаются шестерни 14 осевых зубчатых передач.

Групповой привод работает следующим образом. На ведущей шестерне 5 электродвигателя образуются усилия Т (см. фиг.2), которые передаются на раздаточные зубчатые колеса 7, и вращающий момент

М = T·cosϕ·d,

где ϕ - угол зацепления зубчатой передачи;

d - диаметр окружности зацепления ведущей шестерни.

Противоположный по направлению момент М действует на остове электродвигателя. На осях раздаточных зубчатых колес 7 могут быть приложены равные, но противоположно направленные силы Т и N. Раздаточные зубчатые колеса 7 вращаются под действием пар сил Т. Вращающий момент с раздаточных зубчатых колес 7 передается через фланцы 8, ведущие карданные муфты 9, поперечные валы 10 и ведомые карданные муфты 12 на входные валы 13 осевых зубчатых передач. Со входного вала 13 вращающий момент передается на шестерню 14 и от данной шестерни через зубчатое колесо 15 на ось 16 для каждой колесной пары. При этом корпусы 17 осевых зубчатых передач не вращаются, так как они закреплены на раме тележки. На пустотелые цапфы действуют радиальные силы N. Под действием этих сил на остов тягового электродвигателя действует дополнительный момент

M₁= M·(i+1),

где i - передаточное отношение зубчатой передачи электродвигателя.

Дополнительный момент М₁ направлен противоположно моменту М. Моменты М и M₁ на остове тягового электродвигателя суммируются, при этом образуется результирующий момент M·i, который передается на раму тележки. От данного момента на средних поперечных балках 2 образуются усилия

Радиальные усилия на валу электродвигателя не образуются, что благоприятно влияет на работу его подшипников. Вследствие суммирования моментов на остове электродвигателя рама тележки получает значительно меньшие усилия.

База тележки определяется межцентровыми расстояниями зубчатых передач

Б=(Ц₁+Ц₂)·2,

где Ц₁ - межцентровое расстояние зубчатой передачи электродвигателя;

Ц₂ - межцентровое расстояние осевой зубчатой передачи. Радиус раздаточного зубчатого колеса равен

R₁=U₂-a-Δ,

где а - радиус оси колесной пары;

Δ - зазор между осью и окружностью зацепления раздаточного зубчатого колеса.

Радиус ведущей шестерни равен

r₁=Ц₁-R₁.

Строительная база тележки полностью определяется поперечным размером тягового электродвигателя. При этом увеличение базы тележки путем постановки промежуточных шестерен не требуется. При существующих размерах тяговых электродвигателей передаточное отношение i выбирается равным 1,2... 1,5. Скоростной режим зубчатой передачи электродвигателя определяется радиусом r₁ ведущей шестерни. При выбранном передаточном отношении окружная скорость раздаточных зубчатых колес будет в 3...4 раза больше, чем при минимальном радиусе r₁, определяемом по условию прочности или условию неподреза гребней ведущей шестерни 5.

Предлагаемый групповой привод двухосной тележки является более простым по конструкции и обеспечивает необходимое пространство для размещения оборудования в габаритах тележки. Обеспечивается также удобство монтажа и технического обслуживания привода вследствие установки раздаточных зубчатых колес на пустотелых цапфах электродвигателя.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции группового привода двухосной тележки тепловоза. Групповой привод двухосной тележки тепловоза содержит в средней зоне тележки электродвигатель 1 и раздаточные зубчатые колеса 7. Каждое зубчатое колесо соединено ведущей карданной муфтой 9, поперечным валом 10 и ведомой карданной муфтой 12 с индивидуальной для каждой колесной пары осевой зубчатой передачей. На остове электродвигателя закреплены две пустотелые цапфы 4, а на вал 13 электродвигателя насажана ведущая шестерня 14. Раздаточные зубчатые колеса установлены на пустотелых цапфах и входят в зацепление с ведущей шестерней электродвигателя. Ведущие карданные муфты расположены внутри пустотелых цапф и соединены с раздаточными зубчатыми колесами фланцами. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и уменьшение габаритных размеров группового привода двухосной тележки тепловоза. 2 ил.

Групповой привод двухосной тележки тепловоза, содержащий в средней зоне тележки электродвигатель и раздаточные зубчатые колеса, каждое из которых соединено ведущей карданной муфтой, поперечным валом и ведомой карданной муфтой с индивидуальной для каждой колесной пары осевой зубчатой передачей, отличающийся тем, что снабжен двумя пустотелыми цапфами, закрепленными на остове электродвигателя, и ведущей шестерней, насаженной на вал электродвигателя, причем раздаточные зубчатые колеса установлены на указанных пустотелых цапфах и входят в зацепление с ведущей шестерней электродвигателя, а ведущие карданные муфты расположены внутри пустотелых цапф и соединены с раздаточными зубчатыми колесами фланцами.