ТЯГОВЫЙ РЕДУКТОР ТЕПЛОВОЗА Российский патент 2018 года по МПК B61C9/36 F16H55/14 

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях локомотивов.

Известен тяговый редуктор тепловоза, описанный в книге «Конструкция и динамика тепловозов» под ред. В.Н. Иванова, М.: Транспорт, 1974 г., на стр. 178 и показанный на стр. 174. Такой тяговый редуктор состоит из упругого зубчатого колеса (рис. 123) и ведущей шестерни (рис. 121), используемой в различных типах тепловозов. Конструкция упругого зубчатого колеса тяговой передачи представляет собой зубчатый венец 1 (рис. 123), соединенный со ступицей 2 при помощи резиновых и металлических втулок. Такая конструкция зубчатого колеса позволяет снизить динамические нагрузки, приложенные к зубьям колес приблизительно в три раза. Анализ указанной конструкции показывает, что, несмотря на свою эффективность работы, она имеет существенный недостаток, заключающийся в ее невысокой эксплуатационной надежности за счет использования резиновых втулок.

Известен также тяговый редуктор тепловоза, описанный в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов» под ред. А.А. Канаева, М.: Машиностроение, 1981 г., на стр. 120-124 и показанный на стр. 121. Такой тяговый редуктор так же, как и описанный в аналоге, состоит из упругого зубчатого колеса и шестерни, причем упругое зубчатое колесо (см. рис. 83 стр. 124) электровоза Ф фирмы Альстом (рис. 83в) содержит упругие элементы, выполненные не из резины, а представляют собой комплекты двухрядных пружин сжатия. Такая конструкция упругого колеса, тягового привода является довольно сложной и в практике недостаточно надежной.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности тягового редуктора.

Поставленная цель достигается тем, что на внешних поверхностях дисков зубчатого венца и ступицы зубчатого колеса с двух сторон радиально, с определенным равным шагом расположены металлические пластины с жестко присоединенными к ним пальцами, выполненными из упругого материала, расположенными в отверстиях вышеуказанных дисков, причем упругие пальцы диска ступицы зубчатого колеса снабжены шлицами, взаимосвязанными с ответными нарезанными в его диске, и упомянутые упругие пальцы снабжены на своих концах стопорными гайками.

На чертежах: на фиг. 1 показан общий вид тягового редуктора тепловоза, вид сбоку на фиг. 2 - укрупненный вид зубчатого колеса редуктора и на фиг. 3 - часть сечения зубчатого колеса редуктора тепловоза по АА.

Тяговый редуктор тепловоза состоит из шестерни 1, жестко закрепленной на валу электродвигателя 2, кинематически связанной с зубчатым колесом, состоящим из зубчатого венца 3 и ступицы зубчатого колеса 4, соответственно диски 5 и 6 которых связаны между собой металлическими пластинами 7 посредством пальцев 8 и 9. Пальцы 8 подвижно расположены в металлических пластинах 7, а в пальцах 9 в них же закреплены жестко, и на их поверхностях выполнены шлицы 10, взаимодействующие с ответными 11, нарезанными в дисках 6. Пальцы 8 и 9 снабжены гайками 12, а ступица зубчатого колеса 4 жестко закреплена на оси колесной пары 13.

Работает тяговый редуктор тепловоза следующим образом. Известно, что при движении тепловоза, находящегося под составом грузовых или пассажирских вагонов в зубчатой передаче шестерни и зубчатом колесе возникают значительные по величине динамические нагрузки, способствующие не только повышенному износу их зубьев, но и поломке последних. Это связано с тем, что взаимодействие последних друг с другом имеет жесткую связь. Однако в предложенном техническом решении этого не происходит и вот почему. Так, например, при вращении шестерни 1 по стрелке В с угловой скоростью ω происходит вращение зубчатого венца 3 по стрелке С с угловой скоростью ω₂, при этом окружное усилие от зубчатого венца 3 передается ступице зубчатого колеса 4 через металлические пластины 7 за счет связи их пальцами 8 и 9 с последней. В результате вращающий момент, возникающий на ступице зубчатого колеса 4, передается на ось колесной пары 13, и тепловоз перемещается по рельсовому пути, как это описано в аналоге и прототипе. Предположим теперь, что в динамике нагрузка от оси колесной пары 13, передающаяся к ступице зубчатого колеса 4, резко возросла, и тогда металлические пластины 7 получат угловой поворот по стрелке Е, упруго деформировав пальцы 9 на некоторый угол за счет наличия шлицев 10 и 11, что позволит снизить указанную динамическую нагрузку, исключив тем самым передачу такого усилия на зубья зубчатого венца 3, а, следовательно, и на зубья шестерни 1. В дальнейшем после исчезновения динамической нагрузки под действием упругих сил, возникших на пальцах 9, металлические пластины 7 возвращаются в исходное положение, тем самым возвращая и зубчатый венец 3 в исходное положение. Далее описанный процесс может повторяться неоднократно за счет использования крутильной жесткости пальцев 9, которая зависит от модуля упругости материала второго ряда, момента инерции пальцев 9, их диаметра и рабочей длины.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в отличие от известных очевидно, так как оно позволяет повысить эксплуатационную надежность звеньев тягового редуктора за счет демпфирования динамических нагрузок, возникающих в тяговых редукторах тепловозов.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к редукторам. Тяговый редуктор тепловоза состоит из шестерни и зубчатого колеса, передающего крутящий момент от тягового электродвигателя на ось колесной пары тепловоза. Зубчатое колесо состоит из двух частей, связанных между собой радиально расположенными упругими пластинами, установленными на пальцах. Пальцы снабжены шлицами, взаимосвязанными с ответными, выполненными в ступице зубчатого колеса. Достигается повышение эксплуатационной надежности. 3 ил.

Тяговый редуктор тепловоза, содержащий шестерню, установленную на валу электродвигателя, взаимосвязанную с упругим зубчатым колесом, состоящим из зубчатого венца с диском, соединенным через упругие элементы с диском ступицы зубчатого колеса, жестко закрепленном на оси колесной пары, отличающийся тем, что на внешних поверхностях дисков зубчатого венца и ступицы зубчатого колеса с двух их сторон радиально, с определенным равным шагом расположены металлические пластины с жестко присоединенными к ним пальцами, выполненными из упругого материала, расположенными в отверстиях вышеуказанных дисков, причем упругие пальцы диска ступицы зубчатого колеса снабжены шлицами, взаимосвязанными с ответными нарезанными в его диске, и упомянутые упругие пальцы снабжены на своих концах стопорными гайками.