[發明專利]一種機車轉向架驅動裝置

在審

• 申請號: 202010857777.5
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN111976749A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 鄧小星;沈龍江;李冠軍;申長宏;謝加輝;譚桐;彭波;廖志偉;朱向陽;曾艷梅;劉金菊;李燕慧;蔡超;秦烺
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車有限公司
• 主分類號: B61C3/00
• 分類號: B61C3/00;B61C9/50
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;李宇

本發明公開了一種機車轉向架驅動裝置，包括一根車軸，所述車軸上過盈安裝從動大齒輪，所述車軸的兩側對稱安裝相同的牽引電機，所述牽引電機的轉軸上分別過盈安裝主動小齒輪，且所述車軸兩側的牽引電機的主動小齒輪同時與所述從動大齒輪嚙合形成傳動齒輪副。本發明的驅動扭矩和驅動功率可以顯著增大甚至翻倍；且對于指定的單軸牽引功率和牽引力，本發明單個牽引電機的體積和重量都會更小，從而為轉向架牽引桿從牽引電機下方穿過提供了巨大的空間便利。此外，本發明的主動小齒輪與從動大齒輪的磨耗匹配性更好。

技術領域

本發明涉及鐵路機車轉向架，特別是一種機車轉向架驅動裝置。

背景技術

目前，機車轉向架的驅動裝置均是由單電機驅動單輪對，且除了采用永磁直驅技術的驅動裝置外，其余機車驅動裝置均是通過齒輪副變速來匹配牽引系統的牽引特性。

目前的單電機驅動單輪對的驅動裝置技術面臨以下困難挑戰：

對于高速機車，需追求盡可能大的起動牽引力。起動牽引力由以下公式得出：F=M×i/R

其中：F為起動牽引力；M為牽引電機轉矩；i為傳動比，即從動齒輪齒數/主動齒輪齒數；R為車輪半徑。

一般來說，增大起動牽引力要求采用盡量大的傳動比。由于受限于齒輪箱底部限界（齒輪模數給定時限制了從動齒輪的最大齒數）和主動齒輪最小齒數（一般不能小于17），單級傳動的最大傳動比受限，從而只能增大牽引電機轉矩，而牽引電機轉矩增大需要通過增大牽引電機外徑來實現，牽引電機外徑又受主動齒輪與從動齒輪的齒輪中心距限制無法一直增大（齒輪中心距為主動齒輪和從動齒輪的齒數之和乘以模數再除以2）。因此傳統驅動裝置的牽引電機轉矩存在一個天花板，不能無限制增大。

（2）對于高速機車，由于牽引電機傳動端軸承極限轉速的限制（牽引電機傳動端軸承轉速為輪對轉速乘以傳動比），高速機車往往選取較小的傳動比。因此高速機車牽引電機的起動牽引力對傳動比的要求和高速機車運行速度增大對傳動比的要求是完全相反的，是一對矛盾體。高速客運機車的驅動裝置若要同時滿足大起動牽引力和高速運行要求，技術上極為困難，需要采用創新結構設計。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有單電機驅動單輪對的驅動裝置存在的不足，提供一種可以提高最大起動牽引力，同時適應機車高速運行的機車轉向架驅動裝置。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種機車轉向架驅動裝置，包括一根車軸，所述車軸上過盈安裝從動大齒輪，所述車軸的兩側對稱安裝相同的牽引電機，所述牽引電機的轉軸上分別過盈安裝主動小齒輪，且所述車軸兩側的牽引電機的主動小齒輪同時與所述從動大齒輪嚙合形成傳動齒輪副。

本發明驅動裝置采用雙牽引電機和雙主動小齒輪同時牽引一根車軸上的從動大齒輪設計，使得采用本發明時，單個牽引電機的驅動扭矩和驅動功率都顯著減小甚至減半，因此單個牽引電機的體積和重量都會更小，額外的，單個牽引電機外徑尺寸減小為轉向架牽引桿從牽引電機下方穿過提供了巨大的空間便利。此外，由于本發明驅動裝置是雙主動小齒輪匹配單個從動大齒輪，相比于傳統的單主動小齒輪匹配單從動大齒輪，從動大齒輪與主動小齒輪的磨耗差異將更?。▊鹘y的單主動小齒輪匹配單從動大齒輪時，主動小齒輪磨耗速率遠大于從動大齒輪），因此本發明的主動小齒輪和從動大齒輪的磨耗匹配性更好。尤為重要的一點是：正是由于本發明驅動裝置的雙牽引電機和雙主動小齒輪設計，對于指定的單軸牽引功率和牽引力，采用本發明驅動結構時，單個牽引電機的驅動扭矩和驅動功率都顯著減小甚至減半，因此，支撐牽引電機轉軸的傳動端軸承的受載也會降低甚至減半，因此牽引電機的傳動端軸承可以選擇規格更小的軸承（一般的，小規格軸承極限轉速更高），以提高傳動端軸承和牽引電機的極限轉速。本發明正是采用這種雙牽引電機驅動同一個輪對的創新設計，使得兼顧機車大起動牽引力和高速運行的要求成為可能。還有額外的好處是牽引電機的極限轉速的提高有利于進一步發揮交流傳動高效和低損耗的優點。

優選地，所述主動小齒輪和所述從動大齒輪安裝在同一齒輪箱中。