[發明專利]基于螺紋齒條傳動的齒軌結構

在審

• 申請號: 202110375474.4
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN112793596A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 陳德;沈明亮;張浩然;郭敏茹;袁呂;王泗;錢蜻蜓;劉瑋;吳太恒;曹雪梅;吳景攀;錢康凱;婁星宇
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B61B13/02
• 分類號: B61B13/02;E01B25/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于螺紋齒條傳動的齒軌結構，涉及軌道交通技術領域。其特征在于，主要由齒軌、螺紋輪、發動機和減震器構成。所述齒軌位于鐵路軌道兩平行鋼軌中間，沿縱向布置；所述螺紋輪安裝于機車縱向軸心底部，所述螺紋輪與所述齒軌多齒嚙合；所述發動機連接在所述螺紋輪縱向兩端；所述減震器安裝于所述螺紋輪與所述機車之間。本發明解決了目前齒軌鐵路運行時齒輪與齒軌產生沖擊荷載、壽命短、噪聲大的問題，提供了一種安全、安靜、耐久、傳動平穩的齒軌鐵路結構。

技術領域

本發明涉及軌道交通技術領域，特別涉及齒軌鐵路技術領域，具體是一種基于螺紋齒條傳動的齒軌結構。

背景技術

齒軌鐵路是一種依靠齒輪齒條進行驅動，可滿足超大坡度需求的軌道交通形式。具體是在傳統鐵路基礎上，在列車走行機構上安裝齒輪、在軌道上安裝對應齒條，依靠齒輪與齒條間的嚙合作用提供牽引力和制動力，從而克服了在較大坡度上行駛時機車車輪與軌道間摩擦力不足問題，驅動機車在較大坡度軌道上行走。

目前已投入使用的齒軌系統，主要包括以下幾種：Riggenbach系統，其齒軌由多塊鋼板組成，并且中間間隔固定距離由圓柱連結；Abt系統，其齒軌由兩條垂直鋼板構成，上面用機器銑割齒坑，配合多個齒輪，確保機車行駛過程中至少有一個齒輪與齒軌嚙合；Strub系統與Abt類似，但只有一條較寬的齒軌；Locher系統，其齒軌的齒布置在中央鋼軌兩側，機車以兩個齒輪同時在左右兩側嚙合齒軌，為水平齒結構。

可見，目前的齒軌系統均采用齒輪和齒條這種嚙合形式，不同點在于齒輪與齒軌的嚙合位置及嚙合數量。但是經過實際投入使用后發現，傳統的齒輪與齒條嚙合形式需承受因工作面條件突變產生的沖擊荷載，故經常出現齒輪與齒軌的沖擊磨損破壞，使用壽命短，需經常維修更換齒輪與齒軌以保證運營安全，這增大了齒軌鐵路運維成本。同時，機車運行過程中齒輪與齒軌間的碰撞會產生較大噪聲，影響乘客乘坐舒適性。因此，急需尋求一種安全、安靜、耐久、傳動平穩的齒軌系統。

基于上述問題，本發明提供了一種基于螺紋齒條傳動的齒軌結構，創造性地提出一種新型齒軌系統，與現行齒軌結構的突出區別是可將螺紋輪沿機車長度方向布置，所述新型齒軌系統利用螺紋輪與齒軌之間的多齒連續嚙合螺旋傳動，提供大坡度上機車運行所需的沿線路方向的摩擦力。該新型齒軌系統契合齒軌鐵路對結構傳動平穩、噪聲小、壽命長的需求，在提高行車舒適度的同時，大幅降低運營和維護成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于螺紋齒條傳動的齒軌結構，解決目前齒軌鐵路運行時齒輪與齒條間易產生沖擊荷載、壽命短、噪聲大的問題，提供一種安全、安靜、耐久、傳動平穩的齒軌鐵路結構。

為了實現上述目的，本發明提供一種基于螺紋齒條傳動的齒軌結構，主要包括所述齒軌、所述螺紋輪、所述發動機和所述減震器，具體包括以下結構。

所述齒軌布置于兩平行鋼軌中間，沿線路縱向布置；所述齒軌材料與鋼軌材料一致，同樣由高耐磨的高錳鋼材料制成。

進一步的，所述齒軌的齒槽為斜槽，即所述齒軌齒槽與所述齒軌中軸線間具有一夾角，且所述齒軌齒槽方向與所述螺紋輪螺旋線方向相同。

進一步的，所述齒軌橫斷面為中間低、兩端高的弧形凹槽，所述弧形凹槽曲率與所述螺紋輪表面曲率相同。

進一步的，所述齒軌與所述螺紋輪是多齒嚙合，且是連續嚙合，即所述螺紋輪的嚙合面連續貼合所述齒軌。

所述螺紋輪安裝在機車底部，軸心沿機車行駛方向布置；所述螺紋輪與機車鋼輪分屬兩個動力系統，依靠不同的動力設備給所述機車提供爬坡需要的牽引力。

進一步的，所述螺紋輪的牙型是梯形、線數是雙線；單線螺紋多用于聯結，多線螺紋多用于傳動，因此所述螺紋輪屬于傳動螺紋；所述螺紋輪牙頂窄、牙底寬；所述螺紋輪的螺旋線方向為右旋。