一種輪軌車輛與滑軌車輛裝換模塊設備的制作方法

本實用新型屬于軌道交通設備技術領域，尤其是涉及一種輪軌車輛與滑軌車輛裝換模塊設備。

背景技術：

模塊化設計是指在車輛設計過程中，對整車結構進行分解.形成若干個各自獨立而又相互聯系的模塊。模塊的形式多種多樣，可大可小。可以將車輛的整車劃分為幾個大的模塊，也可以只是將單獨一個大件進行模塊化設計，還可以是車輛的某些附屬設備。

傳統軌道交通車輛分為鋼輪鋼軌車輛和滑軌車輛，兩種不同的車輛要求不同但是還是擁有很多相通的結構技術，例如軌道交通車輛的基本結構組成相同，基本組成部分主要有：車體、轉向架、牽引傳動裝置、牽引緩沖鏈接裝置、車輛電器和制動系統等，軌道交通車輛的模塊化成為了可能。實際上，模塊化設計及制造概念在城市軌道交通車輛及新型干線軌道交通車輛上已經有所實施。模塊化設計可以縮短產品研發時間，節約人力物力，提高競爭優勢。但到目前為止，模塊化設計及制造在軌道交通制造領域基本還是處于接口層次模塊化。根據實際情況判斷是否需要進行模塊化設計。

中國專利CN201407323Y公開了一種平動——轉動轉換機構,屬于機械類。它主要由箱體、滑塊、齒條組合、特形齒輪、傳動齒輪、錐齒輪、輔助齒輪、過渡齒輪、中間齒輪、轉換器、連接器和軸及相應的輸入輸出接口組成。運動原理:滑塊、齒條組合的運動方向一致,齒條組合的運動方向與特形齒輪接觸點的運動方向一致,形成最大的推力，但是該專利結構相對復雜，因此降低了可靠性。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種車輛總體結構不變的基礎上，實現鋼輪鋼軌車輛和滑塊車輛的模塊互換的輪軌車輛與滑軌車輛裝換模塊設備。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種輪軌車輛與滑軌車輛裝換模塊設備，包括：

相互連接的前箱體及后箱體組合而成的齒輪傳動箱體，

位于前箱體內，套設在高速軸上的高速齒輪組，

位于后箱體內，套設在低速軸上的低速齒輪組，

連接高速齒輪組及低速齒輪組的軸承。

所述的高速齒輪組為圓柱齒輪組，由相互嚙合連接的高速級大齒輪及高速級小齒輪構成，所述的高速級大齒輪套設在高速軸上。

所述的高速齒輪組為簡支式支承方式。

所述的低速齒輪組為錐齒輪組，由正交嚙合連接的低速級大齒輪及低速級小齒輪構成，所述的低速級大齒輪套設在低速軸上。

所述的低速級大齒輪采用簡支式支承方式。

所述的軸承為圓錐滾子軸承。

所述的低速軸伸出的機箱外部分接齒輪，使齒輪與齒條嚙合實現平動。

齒輪傳動箱體和電動機共用底座，并通過類似法蘭式的連接方式連接在一起。兩者吊裝在車體上。

與現有技術相比，本實用新型為轉動—轉動—平動的模塊，輸入是轉動，輸出是轉動，輸出的轉動再通過齒條耦合的方式實現轉動到平動的轉換，具有以下優點：

(1)高速傳動采用圓柱齒輪的形式，低速級采用錐齒輪傳動，保證本模塊的外部接口一致，以適應于不同的傳動方式。

(2)根據齒輪傳動機構的設計和空間尺寸，高速齒輪組的支承方式為簡支式支承方式，軸的受力錐齒輪的支撐結構參數與軸承配置確定軸的具體尺寸，圓錐滾子軸承背靠背布置，以增大軸承支反力作用點的距離，軸承采用軸套裝入機殼。

(3)根據低速軸的受力，低速級大齒輪采用簡支式支承方式，支撐剛性較好，軸承采用面對面布置的圓錐滾子軸承，以減小軸承支反力作用點的距離，增加軸的剛度，軸承間的距離應該足夠大，以供給調整齒輪用的空間。

(4)箱體通過軸和軸承傳遞給軸承座和箱體壁，要保證軸和軸承的相對位置在運轉時的精確度，保證齒輪嚙合正常，箱體設計通常按照剛度設計。

(5)本實用新型將模塊化鋼輪鋼軌車輛的減速箱，輪對拆下裝配上滑塊和我們所設計的轉換裝置即可實現鋼輪鋼軌車輛到滑塊車輛的模塊互換。

附圖說明

圖1為本實用新型的主視結構示意圖；

圖2為本實用新型的右視結構示意圖；

圖3為本實用新型的俯視結構示意圖。

圖中，1-前箱體、2-高速級小齒輪、3-高速級大齒輪、4-軸端擋圈、5-高速軸、6-后箱體、7-圓錐滾子軸承、8-箱體端板、9-低速級小齒輪、10-低速級大齒輪、11-圓錐滾子軸承、12-低速軸。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

實施例

一種輪軌車輛與滑軌車輛裝換模塊設備，其結構如圖1-3所示，包括相互連接的前箱體1及后箱體6組合而成的齒輪傳動箱體，位于前箱體1內，套設在高速軸5上的高速齒輪組，位于后箱體6內，套設在低速軸12上的低速齒輪組，以及連接高速齒輪組及低速齒輪組的圓錐滾子軸承7。高速齒輪組及低速齒輪組均采用45號鋼調質制作得到。

高速齒輪組采用的是圓柱齒輪組，由相互嚙合連接的高速級大齒輪3及高速級小齒輪2構成，在高速級大齒輪3的端部還設有軸端擋圈4。高速齒輪組的支承方式為簡支式支承方式，其中高速級大齒輪的齒面硬度為230～250HBS，本實施例中齒面硬度為240HBS，接觸疲勞強度為550MPa，彎曲疲勞強度為380MPa，壓力角為20°，傳動比為2，齒數為89，高速級小齒輪2的齒面硬度為230～250HBS，本實施例中齒面硬度為240HBS，模數為1，齒數為44。

低速齒輪組為錐齒輪組，由相互嚙合連接的低速級大齒輪10及低速級小齒輪9構成。低速級大齒輪10采用簡支式支承方式。低速級大齒輪10的齒面硬度為230～250HBS，本實施例中齒面硬度為240HBS，接觸疲勞強度為550MPa，彎曲疲勞強度為380MPa，壓力角為20°，傳動比為2，齒數為38，低速級小齒輪10的齒面硬度為230～250HBS，本實施例中齒面硬度為240HBS，齒數為19。

高速軸5按轉矩初步估算軸徑，輸出軸上的傳動的功率P₂＝271W、轉速n₂＝500r/min、和轉矩T₂＝5176N·mm軸的材料為：45號鋼調質，硬度217-255HB。σ_b＝650MPa，σ_s＝360MPa，E＝2.15×10⁵MPa。彎曲疲勞極限σ_-1＝270MPa，扭轉疲勞極限τ_-1＝155MPa，初步確定軸的最小直徑

考慮到鍵槽的影響和軸承的選配，軸的最小軸徑為14mm。軸承處軸徑為17mm。

低速軸12輸出軸上的傳動的功率P₂＝285W、轉速n₂＝250r/min、和轉矩T₂＝N·mm。軸的材料為：45號鋼調質，硬度217-255HB。彎曲疲勞極限σ_-1＝270MPa，扭轉疲勞極限τ_-1＝155MPa。初步計算軸徑，材料為45號鋼，取A＝115：考慮到軸的長度較大，以及軸承選配，軸承安裝處的軸徑為17mm。軸的最小軸徑為14mm。

高速級大齒輪3通過型號為30203的圓錐滾子軸承7與低速級小齒輪9連接，低速級大齒輪10還通過圓錐滾子軸承11與低速軸12連接。

齒輪傳動箱體采用低碳鋼(Q235)焊成，按照剛度設計，由外墻、內支撐墻、軸承座、凸臺和法蘭等構建組成，功能是支撐和包容各種傳動機構，起到密封、防塵、隔熱、隔聲以及儲油潤滑各種零部件和保護人體安全，端面設有箱體端板8。齒輪傳動箱體和電動機共用底座，并通過類似法蘭式的連接方式連接在一起。兩者吊裝在車體上。

常見的軌道車輛驅動方式為輪組轉動驅動，然而滑軌車輛作為一種特殊的軌道交通車輛亦有著廣泛的用途。目前兩種車輛的車體具有差異性，需以高額的費用進行定制化生產以滿足客戶不同的個性化需求。本模塊化的意義在于在保持產品較高通用性的同時提供產品的多樣化配置，模塊化的產品是解決定制化生產和批量化生產這對矛盾的一條出路。在車輛總體結構不變的基礎上，即使用批量生產的同一車體，加載不同的行走裝置模塊，進而實現輪軌車輛與滑軌車輛的模塊相互轉換。