标准轨用轮轨驱动及米轨用齿轨驱动的轮对驱动系统的制作方法

1.本发明涉及一种标准轨用轮轨驱动及米轨用齿轨驱动的轮对驱动系统，属于轨道车辆技术领域。


背景技术：

2.目前的齿轨车转向架多为只能适应一种轨距的转向架，不能同时适用米轨和标准轨铁路。
3.我国干线铁路多为标准轨道，齿轨铁路多为米轨，因此齿轨车辆不能适用于干线铁路，极大限制了齿轨车辆的推广应用。
4.申请人申请的在先专利cn103938501b研究的主要是标准轨内嵌套米轨的轮轨轨距变换，不涉及齿轨轮和车轮轨距的变换。
5.此外，申请人在先申请的发明专利公开号cn113830123a公开了一种变轨距转向架，变轨装置包括轴承套、轴承组件和至少两个锁紧单元，所述轴承套设置在所述轴箱内，且所述轴承套可沿轴箱的内壁轴向移动。轴承组件包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承的内圈固接于所述连接套的外周，所述第一轴承的外圈安装于所述轴承套的内侧；所述第二轴承的内圈固接于车轴上，所述第二轴承的外圈安装于所述端盖上。采用带双锁紧单元及双轴承的轮对轴箱变轨装置，可实现车轮相对于轴箱体和车轴的较大范围的轴向运动，从而达到变轨的目的。两个锁紧单元轴向间隔设置在所述轴箱体上，使得变轨装置具备两种锁紧状态：米轨状态和标准轨状态，以实现机车或动车组标准轨至米轨间的互联互通。该变轨距转向架可以实现米轨和标准轨之间的轮轨驱动，不能实现米轨铁路的齿轨驱动，且变轨装置比较复杂，制造成本较高。


技术实现要素：

6.本发明旨在提供一种标准轨用轮轨驱动及米轨用齿轨驱动的轮对驱动系统，该轮对驱动系统通过改变车轮横向距离，能使齿轨车辆同时适用米轨和标准轨铁路。
7.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
8.一种标准轨用轮轨驱动及米轨用齿轨驱动的轮对驱动系统，包括车轴、车轮、通过轴承装在车轴上的齿轨轮、锁紧装置、驱动装置和由驱动装置驱动的齿轮传动系统；所述齿轮传动系统的末级齿轮和车轴固定相连，该末级齿轮和齿轨轮通过连接件固定连接；所述车轮通过轴承或设置在轴承轴向外侧的花键轴套安装在车轴上，该花键轴套与车轴过盈连接；
9.所述车轮在标准轨路段通过锁紧装置锁紧在花键轴套上或在米轨路段通过锁紧装置锁紧在轴承上。
10.由此，在标准轨上运行时，车轮位于车轴上花键轴套处，依靠锁紧装置将车轮锁紧，此时车轮和车轴通过花键实现同步运动。此时，驱动装置将动力传输至末级齿轮从而驱动车轴转动，车轴通过花键轴套驱动车轮转动，实现轮轨驱动。齿轨轮和末级齿轮之间通过
固定连接，此时齿轨轮也处于旋转转态，由于标准轨道中间无齿条，因此，齿轨轮属于空转，不会通过齿轨轮将动力传输至车辆。
11.在米轨上运行时，车轮位于车轴上轴承处，依靠锁紧装置将车轮锁紧。驱动装置将动力传输至末级齿轮和齿轨轮，末级齿轮驱动车轴转动，由于车轴和车轮通过轴承解耦，因此车轴不通过车轮进行动力传输。此时车轮和车轴通过轴承实现运动解耦，避免出现齿轨轮和车轮线速度不一致导致车轮在轨道上打滑的情况。齿轨轮通过和轨道中间的齿条啮合，实现动力传递，驱动车辆前进。
12.根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：
13.在其中一个优选的实施例中，所述齿轮传动系统包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮和作为末级齿轮的第五齿轮；其中第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮形成齿轮副，第三齿轮和第四齿轮共轴传动，第四齿轮和第五齿轮形成齿轮副；所述驱动装置的动力输出端与第一齿轮的轮轴相联。
14.在其中一个优选的实施例中，为了方便拆装，所述第五齿轮和齿轨轮通过螺栓固定连接。
15.在其中一个优选的实施例中，所述车轮的轮座内圆面设置花键，花键外侧端部设置喇叭口，该喇叭口的大口朝向车轴的轴端。这种设计更加便于米轨变换成标准轨时，车轮轮更容易滑入花键轴套内。
16.基于同一个发明构思，本发明还提供了一种利用所述的标准轨用轮轨驱动及米轨用齿轨驱动的轮对驱动系统进行变轨的方法，其包括：
17.当车辆从标准轨切换至米轨时，锁紧装置将车轮解锁，依靠轨道上的变轨导向装置将车轮从花键轴套处移动至轴承处，然后锁紧装置将车轮锁紧，实现从标准轨至米轨的变换；
18.当车辆从米轨切换至标准轨时，锁紧装置将车轮解锁，依靠轨道上的变轨导向装置将车轮从轴承处移动至花键轴套处，然后锁紧装置将车轮锁紧，实现从米轨至标准轨的变换。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过改变车轮的横向距离，能使齿轨车辆同时适用米轨和标准轨铁路，同时，该轮对驱动系统不需要设置离合器即可实现齿轨和轮轨混合驱动，而且结构大大简化，能够极大地促进齿轨车辆在我国的推广应用。
附图说明
20.图1是本发明一个实施例的变轨距轮对驱动系统原理图；
21.图2是图1中变轨距轮对系统示意图；
22.图3是图1中米轨轮对示意图；
23.图4是图1中标准轨轮对示意图；
24.图5是图1中车轮示意图；
25.图6是图5中车轮侧侧视图(从车轴轴端沿轴向看)；
26.图7是车轮的安装示意图；
27.图8是变轨前后的车轮状态示意图。
28.在图中
29.1-车轮；2-车轴；3-花键轴套；4-轴承；5-锁紧装置；7-第一齿轮；8-第二齿轮；9-第三齿轮；10-第四齿轮；11-第五齿轮；12-齿轨轮；13-制动鼓；14-键槽。
具体实施方式
30.以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
31.如图1所示，本实施例的标准轨用轮轨驱动及米轨用齿轨驱动的轮对驱动系统包括车轮1、车轴2、电机6、第一齿轮7、第二齿轮8、第三齿轮9、第四齿轮10、第五齿轮11、齿轨轮12、制动鼓13。
32.电机6输出动力，经过第一齿轮7、第二齿轮8、第三齿轮9和第四齿轮10、第五齿轮11传递给车轴2或齿轨轮12。第五齿轮11和车轴2过盈连接，第五齿轮11和齿轨轮12通过螺栓连接。齿轨轮12和车轴2之间设置轴承4，将两者进行解耦。
33.如图2-4所示，车轴2和轴承4过盈连接，车轴2和花键轴套3过盈连接。
34.在标准轨上运行时，车轮1位于车轴2上花键轴套3处，依靠锁紧装置5将车轮1锁紧，此时车轮1和车轴2通过花键实现同步运动。
35.在米轨上运行时，车轮1位于车轴2上轴承4处，依靠锁紧装置5将车轮1锁紧，此时车轮1和车轴2通过轴承4实现运动解耦，避免出现齿轨轮12和车轮1线速度不一致导致车轮1在轨道上打滑的情况。
36.如图5-7所示，车轮1轮座内圆面设置花键，花键外侧端部设置喇叭口，便于车轮1从米轨轨距变为标准轨距。
37.如图8所示，当车辆从标准轨切换至米轨时，锁紧装置5将车轮1解锁，依靠轨道上的变轨导向装置，车轮1从车轴花键轴套3处移动至轴承4处，然后锁紧装置5将车轮1锁紧，实现从标准轨至米轨的变换。
38.当车辆从米轨切换至标准轨时，锁紧装置5将车轮解锁，依靠轨道上的变轨导向装置，车轮1从轴承4处移动至车轴花键轴套3处，然后锁紧装置5将车轮1锁紧，实现从米轨至标准轨的变换。
39.本实施例的齿轨轮12始终不脱离轴承4，齿轨轮12处于中间位置不动。锁紧装置5锁紧车轮、变轨导向装置引导车轮沿着车轮轴向移动均属于成熟技术，在此不赘述。
40.上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本实施例的各种等价形式的修改均落入本发明所附权利要求所限定的范围。