Тяговый привод локомотива
1. ТЯГОНЛЙ ПРИВОД ЛОКОМОТИВА , преимущественно опорно-рамного типа, содержащий установленный на раме тележки электродвигатель с полым валом якоря, соединенный нахО|Дящимся внутри упомянутого вала торсионным валом с жестко присоединенным к электродвигателюдвухпоточным редуктором, .кинематически связанным с колесной парой и включающим в себя ведущее, ведомое и два промежуточных колеса, установленных на сферических подшипниках, и ус-ройство для выравнивания нагрузок на промежуточные колеса, выполненное в виде упругих опор, имеющих упругие элементы, отличающийся тем, что, с цепью повьашения надежности и упрощения конструкции , упругие опоры смонтированы в корпусе редуктора на концах валов промежуточных зубчатых колес, причем каждая из опор состоит по меньшей мер.е из двух упругих элементов , жесткость которых пропорцисл ональна нагружающ ™ Еилням,
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (П) 3(51) В 61 С 9 50
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3486153/27-11 (22) 27.08.82 .(46) 30,12.83. Бюл. (72) Г.И.Михайлов (71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (53) 629.423.1.315(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР
Р 424751, кл, В 61 С 9/50, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 725928, кл. В 61 С 9/50, 1977 (прототип). (54)(57) 1. ТЯГОВЫИ ПРИВОД ЛОКОМОТКВА,ïðåèìóùåñTâåHío опорно-рамного типа, соДержащий установленный на раме тележки электродвигатель с полым валом якоря, соединенный находящимся внутри упомянутого вала торсионным валом с жестко присоединенным к электродвигателю двухпоточным редуктором кинематически связанным с колесной парой и включающим в себя ведущее, ведомое и два промежуточных колеса, установленных на сферических подщипниках, и ус-ройство для выравнивания нагрузок на промежуточные колеса, выполненное в виде упругих опор, имеющих упругие элементы, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повншения надежности и упрощения конструкции, упругие опоры смонтированы в корпусе редуктора на концах валов промежуточных зубчатых колес,,причем каждая из опор состоит по меньшей мере из двух упругих эле- щ
O ментов, жесткость которых пропорци-ональна нагружающим чжлиям.
1063673
2„Привод по Г... ".:. „o т J! и л а ю шийся тем, чта упругие опоры расположены параллельно друг другу, причем касательные глоскости, носстанонленные к серед((нам их опррных понерхностей,. перпендикулярнь(линии действия равнодей)ствук)щей силы на вал промежутсчнога зубчатого колеса.
3. Привод по и. 1, о т л и . а
Ю Щ И Й С и ЕМ< ЧТО КаждаЯ ИЗ Упру"ройство для выраннивания нагрузок на промежуточные колеса, выполненное н ниде упру гих опор, (лме(в(цих упругие элементь. (2,(.
) Недостатка(:(< привода являются сложность конструкции устройства для выравнивания нагрузок и его обслуживания вследствие того, что упругие элементы расположены внутри (О корпуса редуктора, а также необходимость периодической регулировки этого устройстна.
Цель изобретения — повыщение на,це <НосТН и упрощение конструкции тя iîBoãñ привода. указанная цель достигаетсч тем, что н тя гоном приводе локомотива, гре(лмущественно опорно-рамного типа, содержащем установленп="й на pa.—
j(j ме тележ:<и электродв;л гаге;":.. с::;:;):.: ..":
Вал< М ЯКОРЯ, СОЕДИНС.(i..;i r ii Ä <-)Д)Я()ИМcR внутр(упом . . ". : "". ау(а торси онным валом с жестко присоединенным к электродвигателю днухпоточным редуктором, кинематически связанным с колес ной парой и включающим в себя ведущее, ведомое и,цна промежуточных колеса, у =-.-анонленных на сфери -(ec( Щ --. на промежу=очные колеса, выполненНОе Н ВИДЕ $ П)РУBHX Ol C)D ИМЕ)<)(т УX упругие зле.-ленты упругие опоры смонтиро - а((ы з карпу се редуктора на концах (а)-ан ((г)о(ле-<,; оч(ль(х зубчать(х <олес. Нриче.-,=: каждая из агар состоНо (ле)ль)-.(е ((ере !I. дну(< у(-;;) гиx ;.:элементов, жестк: .:". :ь (<атарых прапор. ЦИОНаЛЬНа НаГОуж:=.,(<" CHJIHRM= Кроме того, y((p :,e опоры рас40 положены параллельга друг другу„. причем касательные плоскости, носстанонленные к серединам их опорных поверхностей„. перпендикулярны линии действия равнодействующей силы д5 Hc(вал прОмежутОНHo о эубчаэОГО кО леса,. Изобретение QTHocH TcH к желез Нодорожному транспорту и касается .-я-гоного пр(лвода ло комати ва. Известен тяговый привод лоi Недостатка(л привода является значительная неравнОмен)нОсть нагну?Ке ния промежуточных щестерен. При колебаниях абрессаренных частей лоI Известен также тяговый привод л:.. комотива, преимущественно огорнорамнога типа, содержащий установленный HB. раме тележки электрод)нин атель с пол(=в(":àëîì якоря, соединенный находящимся внутри у.томянутогс вала торсионным залом с жестко присоединенньм к электродвигателю двухпото-(— ным редуктором, кинематически сня-= занным с колесной парой и нклю аю-. m! в себя ведуи,ее,. зедомсе и два промежуточных колес-, устананленнь(х на. сферических падйТ)(пниках, и усТгик а<(". .; а таит из трех одинаконых угру.:> лентов, Один из которых ра<)-а,<(:: ".) так, чта касательная плос. ка<ть, восстановленная к ередине его опорной поверхнаст-.:, пергендикулярна линии действия равнодействующей силы d вал промежуTo-(íoão зубчато го колеса, а два других расположень. наклонно-встречно " симметрично относительно упомянутой линиH, Причем каждая из у((ругах о;ор cocTcN T (л:- трех оди накс вь.х упругих 1063673 элементов, один из которых расположен так, что касательная плоскость, восстановленная к середине его опорной поверхности, перпендикулярна линии действия равнодействующей силы на вал промежуточного зубчатого колеса, а два других расположены наклонно-встречно и симметрично относительно упомянутой линии. На фиг. 1 изображена кинематическая схема тягового привода локомотива; на фиг. 2 — то же, вид сбоку со стороны редуктора; на фиг. 3 схема сил, действующих на валы промежуточных колес; на фиг. 4-9 — схемы вариантов исполнения устройства для выравнивания нагрузок, выполнен- . ных на базе упругих элементов простейшей конструкции. Тяговый привод содержит установ- ° ленный с помощью кронштейнов 1 и 2 2О на раме 3 тележки электродвигатель 4 с полым валом 5, соединенным шлицевым соединением 6 с одним концом торсионного вала 7, другой конец которого опирается на сферический подшипник 8, смонтированный в корпусе 9 двухпоточного редуктора, жестко соединенного с остовом двигателя 4. На торсионный вал 7 напрессована ведущая шестерня 10, С ней в з ацепл е ни и находят ся два промежу точных зубчатых колеса 11 и 12, установленные на сферических подшипниках 13 на валах 14, опирающихся че- g5 рез цапфы . 5 на упругие элементы 16, расположенные в корпусе 9 редуктора четырьмя группами по два или по три элемента в каждой. Одновременно колеса 11 и 12 взаимодейст- 4О вуют с установленным на подшипниках 17 качения в корпусе 9 редуктора ведомым зубчатым колесом 18, кинематически соединенным через муфты 19 и 20 и полый карданный вал 21 с колесной парой 22 локомотива. Упругие опоры выполняются комплектно, включая упругие элементы 16 и арматуру, состоящую из внутренних цапф 15 и.внешних обойм 23, При этом возможны несколько вариантов исполнения упругих опор. В упругой опоре все упругие элементы когут иметь > одинаковые размеры или отлйчаться каким-то одним размером, например шириной, толщиной, длиной или ди- 55 аметром. При одинаковых упругих элементах наиболее простым являются конструкции опор, в которых применены группы из трех элементов, име1ющих в сечении форму прямоугольника щ (фиг. 9) или кольцевого сектора 1фиг. 6). В случае применения в опоре упругих элементов, отличающйхся каким-то одним размером, найболее простыми являются двухэлементные конструкции, в которых элементы отличаются либо по ширине (фиг. 4), либо по толщине (фиг. 5), либо по длине (фиг. 6), либо по диаметру (фиг. 7). Тяговый привод работает следующим образом. Крутящий момент от вала 5 электродвигателя 4 через шлицевое соединение 6 передается на торсионный вал 7, ведущую шестерню 10, промежуточные 11 и 12 и ведомое 18 зубчатые колеса, а от последнего через муфту 19, полый карданный. вал 21 и муфту 20 — на колесную пару 22 локомотива. При работе привода для обоих направлений вращения промежуточных зубчатых колес на их валах появляется сила, действующая под углом ь,/2 (фиг. 3) к линии между центрами ведущего и ведомого колес. Угол К зависит от числа зубьев, угла профиля и модуля зубчатых колес, т.е от геометрии зубчатой передачи. При этом для разных направлений вращения зубчатых колес величина равнодействующей сил, действующих на промежуточный вал; различна. При изменении направления вращения направление равнодействующей изменяется на 180, т.е. она в обоих о случаях действует вдоль одной прямой. На этой прямой с противоположных сторон валов промежуточных зубчатых колес устанавливаются упругие элементы упругих опор При передаче нагрузки от ведущей шестерни 10 на промежуточные колеса величина равнодействующих сил, действующих на ва ч1 колес 11 и 12, различна (фиг. 3) > однако деформация упругих элементов в опорах этих валов одинакова вследствие соответствующего подбора жесткостей этих элементов в одной опоре. Соотношение жесткости упругих опор для прямого и обратного направлений вращения промежуточных колес может быть выражено зависимостью ® соя(--(1 2 „,) Ж где a® — угол зацепления. угол при вершине В (С) на фиг. 3. В результате такого подбора жесткости опор перемещения колес 11 и 12 будут одинаковыми, следовательно, нагрузки на промежуточные колеса будут также уравнены. В случае применения двухэлементных опор упругие элементы в них устанавливаются так,.что касательные плоскости, восстановленные к серединам их опорных поверхностей, перпен1063673 - Г (".-. з I u P + G со s 9 ) h .J где F IP дикулярны линии действия равнодействующей силы на вал. При этом упругие элементы, состоящие в одной опоре, отличаются жесткостью вследствие различия в геометрических размерах фиг. 4-7) . В трехэлементной опоре используются одинаковые упругие элементы, что очень удобно при их изготовлении. Поскольку в этом случае все упругие элементы идентичны, т.е. имеют одинаковь1е параметры, в том числе и жесткость, то для соблюдения равенства перемещения валов, а значит и деформаций в опорах, в направлении большей силы устанавливается один упругий элемент, работающий только на сжатие и этим обе спечивающий максимальную жесткость, так как его опорная поверхность симметрична относительно линии равнодействующей силы, а касательная плоскость, восстановленная к середыНр. опорной поверхности, перпендикулярна этой линии, а с противоположной стороны вала симметрично относительно той же линии равнодействующей силы установлены два таких же элемента, расположенных под углом Р к касательным плоскостям, восстановленным к серединам их опорных поверхностей. Суммарная жесткость этих двух элементов может быть выражена формулой :-лощадь сечения упругого элемента; модуль сжатия материала; модуль сдвига материала; угол наклона элемента к линии действия равнодействующей силы; высота элемента. Изменяя угол Р, можно подобрать необходимую суммарную жесткость двух элементов, которые работают на сжатие и на сдвиг и поэтому имеют суммарную жесткость меньше, чем у одного элемента, работающего только на сжатие. Величина угла/3 определяет положение наклонных элементов и зависит от их геометрических параметров и упругих свойств материала, Таким образом, установка упругих опор в корпусе редуктора на концах валов промежуточных зубчатых колес и подбор жесткости упругих элементов этих опор пропорционально нагружающим усилиям повышают надежность тягового привода, упрощают его конструкцию, а также облегчают обслуживание привода в эксплуатации, поскольку не требуют дополнительных регулировок устройства. 10 3673 Фиг. 5 Фиг.Ф А». 7 Яаг.8 Эаказ 10302/19 Тираж 507 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель М. Фрадкин Редактор С, Юско Техред Т.Маточка Корректор В. Бутяга
