基于蝸輪蝸桿傳動的列車翼板減速裝置的制作方法

本發明屬于列車車輛制動技術領域，涉及一種基于蝸桿傳動的列車翼板減速裝置。

背景技術：

目前，隨著列車運行速度的提高，傳統的黏著制動在高速區段所能產生的制動效果已不足以保證列車的安全運行。風阻力制動作為一種非黏著制動，其制動力不受黏著條件的限制。同時列車運行速度越高，風阻力制動力越大，可以滿足高速列車制動的要求。風阻力制動目前已公開的風阻制動裝置多數通過液壓、氣壓或者齒輪結構實現開合控制，但存在開啟翼板所需驅動力較大、對于安裝位置選擇較為苛刻、占用車體內部空間等問題。

技術實現要素：

為克服現有技術所存在的缺陷，現提供一種基于蝸輪蝸桿傳動的列車翼板減速裝置，以通過蝸輪蝸桿來實現翼板的傳動和同步聯動，進一步提高列車風阻的安全可靠性和制動效果。

為實現上述目的，本發明的解決方案是：提供一種基于蝸輪蝸桿傳動的列車翼板減速裝置，包括相鄰的兩個翼板單元，兩個所述翼板單元之間設有蝸桿傳動機構并通過所述蝸桿傳動機構相互傳動，所述蝸桿傳動機構的兩側設有分別向兩個所述翼板單元延伸的翼板轉軸，每個所述翼板單元包括供安裝于列車車頂的安裝基板，所述安裝基板上支設有翼板，所述翼板套設于所述翼板轉軸上，進而兩個所述翼板單元的所述翼板分別同步反向開啟，所述蝸桿傳動機構包括步進電機，通過所述步進電機控制所述翼板轉軸的轉速和轉角進而控制所述翼板的開啟速度和開合角度。

優選地，所述蝸桿傳動機構包括供安裝于列車車頂的傳動箱體，所述傳動箱體包括分別朝向兩個所述翼板單元的兩側面，所述傳動箱體的所述兩側面的端部分別穿出一個渦輪軸，所述兩側面端部的兩個所述渦輪軸之間通過設于所述傳動箱體內的傳動蝸桿相互連接傳動，各所述翼板單元內的所述翼板轉軸分別通過翼板轉軸聯軸器與所述渦輪軸傳動連接，所述步進電機通過電機聯軸器與所述傳動蝸桿傳動連接。

優選地，所述傳動箱體包括相互拆裝蓋合的上箱體和下箱體，所述渦輪軸穿設于所述上箱體，所述傳動蝸桿穿設于所述下箱體，所述渦輪軸包括左旋渦輪軸以及右旋渦輪軸，所述左旋渦輪軸上緊固套設有左旋蝸輪圈，所述右旋渦輪軸上緊固套設有右旋蝸輪圈，所述傳動蝸桿包括左旋蝸桿軸以及右旋蝸桿軸，所述左旋蝸桿軸與所述右旋蝸桿軸之間通過蝸桿聯軸器傳動連接，所述左旋蝸輪圈與所述左旋蝸桿軸上下嚙合連接，所述右旋蝸輪圈與所述右旋蝸桿軸上下嚙合連接，所述左旋蝸桿軸伸出所述下箱體的一端進而與所述步進電機的輸出軸傳動連接。

優選地，所述左旋渦輪軸以及所述右旋渦輪軸分別通過各自配備的渦輪軸軸承座穿設于所述傳動箱體的兩側面，所述渦輪軸軸承座上設有渦輪軸滾動軸承，所述左旋渦輪軸以及所述右旋渦輪軸設于所述傳動箱體內的一端通過軸承悶蓋封閉。

優選地，所述傳動蝸桿包括安裝于所述下箱體的中間軸承座，所述左旋蝸桿軸與所述右旋蝸桿軸分別穿設連接于所述中間軸承座的兩端面，所述蝸桿聯軸器穿設連接于所述中間軸承座的兩端面之間。

優選地，所述步進電機通過電機安裝架安裝于列車車頂，所述步進電機的輸出軸位于所述左旋蝸桿軸伸出所述下箱體的一端的延長線上，該端設有蝸桿軸軸承座，所述蝸桿軸軸承座上設有蝸桿軸滾動軸承，所述蝸桿軸滾動軸承外通過軸承透蓋蓋合。

優選地，所述安裝基板上固設有轉軸支座，所述翼板轉軸活動穿設于所述轉軸支座上，所述翼板轉軸上固定套設有轉臂，所述轉臂向所述翼板延伸并固接于所述翼板，進而所述翼板通過所述轉臂隨所述翼板轉軸一同軸轉。

優選地，相鄰兩個翼板單元內的所述翼板轉軸平行交錯設置。

優選地，所述轉臂向所述翼板延伸的一端設有擴大連接板，所述轉臂通過所述擴大連接板與所述翼板連接。

優選地，所述安裝基板上對應所述翼板下擺平放位置設有支架進而支撐所述翼板，所述支架上設有電磁鐵，通過所述電磁鐵的通電或斷電進而吸合或松開所述翼板。

本發明列車翼板減速裝置的有益效果包括：

1)兩組風翼同時相向開啟與閉合，以隨時應對列車的雙向運行情況；

2)僅占有車頂空間，不需要占用車內空間，方便拆裝；

3)模塊化設計，整體安裝，方便安裝和維護；

4)兩根螺桿不必同軸，加工安裝方便；

5)兩組風翼翼板轉軸不必同軸，夾角可調，易于適應車頂曲面安裝；

6)兩組風翼相向開啟，化風阻力為開啟動力，大大降低了電機的驅動功率與控制精度；

7)設置的電磁鐵通過控制其吸合與斷開，確保兩組風翼閉合狀態的安全可靠。

附圖說明

圖1為本發明列車翼板減速裝置的整個立體結構示意圖；

圖2為對應于圖1中翼板打開狀態下的結構示意圖；

圖3為對應于圖1中傳動箱體的分解爆炸示意圖。

圖中標號：1--安裝基座；2--翼板軸承座及支架；3--電磁鐵及支架；4--電機安裝架,5--翼板面；6--翼板轉臂：6.1--第一翼板轉臂，6.2--第二翼板轉臂；7--翼板轉軸；8--翼板-蝸輪聯軸器：8.1--翼板軸聯軸器，8.2--蝸輪軸聯軸器；9--蝸輪軸；9.1--右旋蝸輪軸，9.2--左旋蝸輪軸；10--左旋蝸輪圈；11--右旋蝸輪圈；12--左旋蝸桿軸；13--右旋蝸桿軸；14--蝸桿-蝸桿聯軸器；15--下箱體；15.1—下箱體本體；15.2--蝸桿軸中間軸承座；15.3--蝸桿軸兩端軸承座；15.4--蝸桿軸兩端軸承蓋；15.5--蝸輪軸軸承座下部；15.6--蝸輪軸軸承座上部；15.7--蝸輪軸兩端軸承透蓋；15.8--蝸輪軸兩端軸承悶蓋；16--上箱體；17--步進電機；18--蝸桿-電機聯軸器；20--蝸輪軸滾動軸承；21--蝸桿軸滾動軸承。

具體實施方式

以下結合附圖所示實施例對本發明進一步加以說明。

如圖1和圖2所示，本發明首先提供了一種基于蝸輪蝸桿傳動的列車翼板減速裝置，包括定位機構，翼板機構，蝸輪蝸桿機構和驅動機構四個主要部分組成。

具體地，主要包括安裝基座1、翼板軸承座及支架2(即上述的轉軸支座)、電磁鐵及支架3、電機安裝架4、翼板面5、翼板轉臂6、翼板轉軸7、翼板-蝸輪聯軸器8(即上述的翼板轉軸聯軸器)、蝸輪軸9、左旋蝸輪圈10、右旋蝸輪圈11、左旋蝸桿軸12、右旋蝸桿軸13、蝸桿-蝸桿聯軸器14、下箱體15、上箱體16、步進電機17、蝸桿-電機聯軸器18、翼板轉軸滾動軸承、蝸輪軸滾動軸承20、以及蝸桿軸滾動軸承21。

所述定位機構包括安裝基座1、翼板軸承座及支架2、電磁鐵及支架3、電機安裝架4和翼板轉軸滾動軸承。所述安裝基座1通過螺栓固定于列車車頂上方，作用是為其他零部件提供安裝定位和連接。安裝基座1上有螺栓孔。所述翼板軸承座及支架2每組包括翼板軸承座支架2.1，翼板軸承座下部2.2和翼板軸承座上部2.3。所述翼板軸承座及支架2共四組。所述電磁鐵及支座3每組包括電磁鐵支架3.1和電磁鐵3.2。所述電磁鐵及支座3共兩組。兩組翼板軸承座及支架2，兩組電磁鐵及支座3和一個電機安裝架4，通過螺栓與安裝基座1連接。所述兩組翼板軸承座及支架2中安裝所述翼板軸轉滾動軸承，作用是作為翼板轉軸7提供定位和支撐。所述兩組電磁鐵及支架3，作用是在所述翼板機構處于非制動減速狀態時，在電磁鐵吸力的作用下保持水平閉合狀態，并防止其意外開啟。所述電機安裝架4，作用是為所述步進電機17提供定位。

所述翼板機構包括翼板面5、翼板轉臂6、翼板轉軸7以及翼板-蝸輪聯軸器8。所述翼板轉臂6包括第一翼板轉臂6.1和第二翼板轉臂6.2。所述翼板-蝸輪聯軸器8包括翼板軸聯軸器8.1和蝸輪軸聯軸器8.2。所述翼板面5通過螺栓與兩個所述翼板轉臂6相連，所述翼板轉臂6在翼板上關于所述翼板面5中軸線對稱布置。所述翼板面5作用是，在列車運行時產生風阻力作為列車的制動力。所述翼板轉臂6通過鍵連接與所述翼板轉軸7實現周向定位。所述兩個翼板轉臂6的作用是，連接所述翼板面5和所述翼板轉軸7，將所述翼板面5所承受的表面壓力，變為所述翼板轉軸7的轉動扭矩。所述翼板-蝸輪聯軸器8安裝在所述翼板轉軸7靠近所述下箱體15的一端，通過一對所述翼板-蝸輪聯軸器8，將所述翼板轉軸7與所述蝸輪軸9連接，其作用是將所述翼板轉軸7上的轉矩傳遞地所述蝸輪軸9上。

結合圖3所示，所述蝸輪蝸桿機構和驅動機構包括蝸輪軸9、左旋蝸輪圈10、右旋蝸輪圈11、左旋蝸桿軸12、右旋蝸桿軸13、蝸桿-蝸桿聯軸器14、下箱體15、上上箱體16、步進電機17、蝸桿-電機聯軸器18、翼板轉軸滾動軸承、蝸輪軸滾動軸承20以及蝸桿軸滾動軸承21。所述蝸輪軸9包括右旋蝸輪軸9.1和左旋蝸輪軸9.2。所述下箱體15包括下箱體本體15.1，蝸桿軸中間軸承座15.2，蝸桿軸兩端軸承座15.3，蝸桿軸兩端軸承蓋15.4，蝸輪軸軸承座下部15.5，蝸輪軸軸承座上部15.6，蝸輪軸兩端軸承透蓋15.7，蝸輪軸兩端軸承悶蓋15.8。所述下箱體本體15.1通過螺栓與所述安裝基座1固定連接，安裝在所述安裝基座1的中軸線處，其作用是為所述蝸輪蝸桿機構提供安裝定位的基準。所述蝸輪軸滾動軸承20和蝸桿軸滾動軸承21安裝在所述下箱體本體15.1中的軸承安裝座中，其作用是分別與所述蝸輪軸9和所述左旋蝸桿軸12與右旋蝸桿軸13提供支撐。

所述蝸輪軸9包括右旋蝸輪軸9.1和左旋蝸輪軸9.2，分別安裝有所述右旋蝸輪圈11和所述左旋蝸輪圈10，之間通過鍵連接。所述左旋蝸桿軸12與所述左旋蝸輪圈10嚙合；所述右旋蝸桿軸13所述右旋蝸輪圈11嚙合。其作用是將所述蝸輪軸9上的承受的轉矩，通過所述左旋蝸輪圈10和所述右旋蝸輪圈11，傳遞到所述左旋蝸桿軸12與所述右旋蝸桿軸13上。所述左旋蝸桿軸12與所述右旋蝸桿軸13，通過鍵連接與所述蝸桿-蝸桿聯軸器14連接，實現轉矩之間的傳遞和相互抵消的作用。

所述步進電機17安裝于所述電機安裝架4上，并通過螺栓連接，其作用是通過控制其輸出軸的轉速和轉角，實現控制翼板開啟速度和開合角度的目的。所述左旋蝸桿軸12安裝于所述下箱體15中靠近所述步進電機17的一端，所述右旋蝸桿軸13安裝于所述下箱體15中遠離所述步進電機17的一端。所述左旋蝸桿軸12靠近所述述步進電機17的一端，通過鍵連接與蝸桿-電機聯軸器18相連，進一步與所述步進電機17的輸出軸連接。作用是將所述步進電機17的輸出功率傳遞到所述左旋蝸桿軸12上。

完成上述實施過程后，應能體現出本發明的以下特點：

1)采用了蝸輪蝸桿機構，實現兩個翼板的同步反向運動；

2)翼板轉軸安裝時可以不相互平行，便于安裝在具有傾斜角度的車頂；

3)使用步進電機作為驅動，可以精確控制翼板的開合角度和速度，并為翼板保持開合狀態提供保持扭矩。

上述的對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于上述實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。