RU185567U1

RU185567U1 - Locomotive traction drive

Info

Publication number: RU185567U1
Application number: RU2017115270U
Authority: RU
Inventors: Григорий Николаевич Макаров; Олег Александрович Горленко
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2018-12-11

Abstract

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к устройствам для передачи крутящего момента от тягового электродвигателя к колесной паре. Может быть использована в грузовых и маневровых локомотивах с электропередачей, оборудованных индивидуальными приводами движущих колес. Тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, закрепленный на раме тележки, и зубчатые колеса, причем ведущая шестерня расположена на валу тягового электродвигателя, а ведомое зубчатое колесо расположено на оси колесной пары, отличающаяся тем, что зубья ведомого зубчатого колеса имеют три кольцевые канавки глубиной полтора модуля, выполненные по замкнутой винтовой линии, расположенные в плоскостях, параллельных плоскостям движения колеса, разделяющие зуб на четыре равных участка, где L₁=L₂=L₃=L₄, что с одной стороны позволяет наделить зубья упругодемпфирующими свойствами, необходимыми для компенсации неравномерного распределения нагрузки по длине контактных линий, обусловленного консольным расположением ведущей шестерни, а с другой - не требует использования в конструкции упругих элементов, уменьшающих надежность тягового привода локомотива. Кроме того, выполнение зубьев ведомого зубчатого колеса с кольцевыми канавками не требует ужесточения требований к точности изготовления деталей передачи и ввода дополнительных технологических операций при сборке, что не приводит к увеличению стоимости и времени сборки тягового привода локомотива. Технический результат: повышение надежности и долговечности тяговых приводов достигается за счет обеспечения равномерного распределения нагрузки по длине контактных линий зубчатых колес и компенсации деформаций вала якоря тягового электродвигателя без применения в конструкции упругих элементов.

The utility model relates to rail vehicles, in particular to devices for transmitting torque from a traction motor to a wheelset. It can be used in freight and shunting electric locomotives equipped with individual drives of driving wheels. A locomotive traction drive comprising a traction motor mounted on a trolley frame and gears, the drive gear being located on the shaft of the traction motor, and the driven gear located on the axis of the wheelset, characterized in that the teeth of the driven gear have three ring grooves with a depth of one and a half depth modules, made in a closed helix, located in planes parallel to the planes of movement of the wheel, dividing the tooth into four equal sections, where L ₁ = L ₂ = L ₃ = L ₄ , which on one side Allows you to endow the teeth with elastic-damping properties necessary to compensate for the uneven load distribution along the length of the contact lines due to the cantilever arrangement of the pinion gear, and on the other hand, it does not require the use of elastic elements in the design that reduce the reliability of the traction drive of the locomotive. In addition, the implementation of the teeth of the driven gear with ring grooves does not require toughening the accuracy requirements for the manufacture of transmission parts and the introduction of additional technological operations during assembly, which does not increase the cost and assembly time of the traction drive of the locomotive. Effect: increasing the reliability and durability of traction drives is achieved by ensuring uniform distribution of the load along the length of the contact lines of the gears and compensation of deformations of the armature shaft of the traction motor without using elastic elements in the design.

Description

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к устройствам для передачи крутящего момента от тягового электродвигателя к колесной паре. Может быть использована в грузовых и маневровых локомотивах с электропередачей, оборудованных индивидуальными приводами движущих колес.The utility model relates to rail vehicles, in particular to devices for transmitting torque from a traction motor to a wheelset. It can be used in freight and shunting electric locomotives equipped with individual drives of driving wheels.

Известен тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, закрепленный на раме тележки, и зубчатые колеса, причем ведущая шестерня расположена на валу тягового электродвигателя, а ведомое зубчатое колесо расположено на оси колесной пары [Камаев, А.А. Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов втузов, обучающихся по специальности «Локомотивостроение». А.А. Камаев, Н.Г. Апанович, В.А. Камаев и др.; под ред. А.А. Камаева. - М., Машиностроение, 1981, 351 - С. 121, рис. 79].Known traction drive of a locomotive containing a traction motor mounted on the frame of the trolley, and gears, and the drive gear is located on the shaft of the traction motor, and the driven gear is located on the axis of the wheelset [Kamaev, A.A. Design, calculation and design of locomotives. A textbook for university students enrolled in the specialty "Locomotive Engineering". A.A. Kamaev, N.G. Apanovich, V.A. Kamaev et al .; under the editorship of A.A. Kamaev. - M., Engineering, 1981, 351 - S. 121, Fig. 79].

Недостатком данного тягового привода локомотива, применяемого на тепловозах отечественных железных дорог 2ТЭ10М и 2ТЭ116, является уменьшение долговечности зубчатых колес и якорных подшипников электродвигателя, обусловленное неравномерным распределением нагрузки по длине контактных линий зубчатых колес и деформациями вала якоря вследствие консольного расположения ведущей шестерни на валу электродвигателя [Камаев, А.А. Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов втузов, обучающихся по специальности «Локомотивостроение». А.А. Камаев, Н.Г. Апанович, В.А. Камаев и др.; под ред. А.А. Камаева. - М., Машиностроение, 1981, 351. - С. 121-122].The disadvantage of this traction drive of a locomotive used on locomotives of domestic railways 2TE10M and 2TE116 is the decrease in the durability of gear wheels and anchor bearings of the electric motor, due to the uneven distribution of the load along the length of the contact lines of the gears and the deformation of the armature shaft due to the cantilever arrangement of the pinion gear on the motor shaft [Kam A.A. Design, calculation and design of locomotives. A textbook for university students enrolled in the specialty "Locomotive Engineering". A.A. Kamaev, N.G. Apanovich, V.A. Kamaev et al .; under the editorship of A.A. Kamaev. - M., Mechanical Engineering, 1981, 351. - S. 121-122].

Наиболее близким к заявляемой полезной модели и принятым за прототип является тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, закрепленный на раме тележки, и зубчатые колеса, причем ведущая шестерня расположена на валу тягового электродвигателя, а ведомое зубчатое колесо расположено на оси колесной пары и содержит упругие элементы [А.И. Беляев, В.А Кондратов, Л.И. Родова. Опорно-рамный тяговый привод // В сб.: Исследование узлов и агрегатов тепловозов. Труды ВНИТИ. Вып. 52. Коломна, 1980. С. 69-73].Closest to the claimed utility model and adopted for the prototype is a traction drive of a locomotive containing a traction motor mounted on the frame of the trolley and gears, the drive gear being located on the shaft of the traction motor, and the driven gear is located on the axis of the wheelset and contains elastic elements [A.I. Belyaev, V.A. Kondratov, L.I. Rodova. Support-frame traction drive // In collection: Study of units and assemblies of diesel locomotives. Proceedings VNTI. Vol. 52. Kolomna, 1980. S. 69-73].

Недостатком прототипа, применяемого на тепловозах отечественных железных дорог 2ТЭ10В, является уменьшение надежности тягового привода вследствие повреждения упругих элементов, срыва ограничительных колец и попадания их кусков в зубчатое зацепление, обусловленное вибрационным характером перемещений в поперечном направлении металлических втулок и валиков упругих элементов [В.Е. Кононов. Как повысить ресурс упругих зубчатых колес тягового привода тепловозов // Наука и техника транспорта. - 2004. - №1. С. 82-89].The disadvantage of the prototype used on diesel locomotives of the domestic railways 2TE10V is a decrease in the reliability of the traction drive due to damage to the elastic elements, disruption of the restrictive rings and falling of their pieces into the gearing due to the vibrational nature of movements in the transverse direction of the metal bushings and rollers of the elastic elements [V.E. Kononov. How to increase the resource of elastic gears of the traction drive of diesel locomotives // Science and technology of transport. - 2004. - No. 1. S. 82-89].

Цель полезной модели - повышение надежности и долговечности тягового привода локомотива.The purpose of the utility model is to increase the reliability and durability of the traction drive of a locomotive.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенной полезной модели зубья ведомого зубчатого колеса имеют три кольцевые канавки глубиной полтора модуля, выполненные по замкнутой винтовой линии, расположенные в плоскостях, параллельных плоскостям движения колеса, разделяющие зуб на четыре равных участка, что с одной стороны позволяет наделить зубья упругодемпфирующими свойствами, необходимыми для компенсации неравномерного распределения нагрузки по длине контактных линий, обусловленного консольным расположением ведущей шестерни, а с другой - не требует использования в конструкции упругих элементов, уменьшающих надежность тягового привода локомотива. Кроме того, выполнение зубьев ведомого зубчатого колеса с кольцевыми канавками не требует ужесточения требований к точности изготовления деталей передачи и ввода дополнительных технологических операций при сборке, что не приводит к увеличению стоимости и времени сборки тягового привода локомотива.This goal is achieved by the fact that in the proposed utility model, the teeth of the driven gear have three ring grooves with a depth of one and a half modules, made in a closed helix, located in planes parallel to the planes of movement of the wheel, dividing the tooth into four equal sections, which on the one hand allows the teeth with elastic damping properties necessary to compensate for the uneven load distribution along the length of the contact lines due to the cantilever arrangement of the pinion gear, on the other hand, it does not require the use of elastic elements in the design that reduce the reliability of the traction drive of the locomotive. In addition, the implementation of the teeth of the driven gear with ring grooves does not require toughening the accuracy requirements for the manufacture of transmission parts and the introduction of additional technological operations during assembly, which does not increase the cost and assembly time of the traction drive of the locomotive.

Конструкция тягового привода локомотива поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид тягового привода локомотива, на фиг. 2 - большое зубчатое колесо, зубья которого имеют кольцевые канавки.The design of the traction drive of the locomotive is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the traction drive of a locomotive, FIG. 2 - a large gear wheel, the teeth of which have annular grooves.

Тяговый привод локомотива (фиг. 1) содержит тяговый электродвигатель 1, жестко опирающийся одной стороной на движущую ось колесной пары 2 при помощи моторно-осевых подшипников 3, а другой стороной опорным приливом 4 опирается упруго через подвеску на раму тележки. Крутящий момент тягового электродвигателя передается парой зубчатых колес. Ведущая шестерня 5, напрессованная с гарантированным натягом на конический хвостовик якоря тягового электродвигателя, находится в зацеплении с ведомым зубчатым колесом 6, напрессованным на ось колесной пары. Зубчатые колеса предохраняются от пыли и грязи кожухом 7, который состоит из двух разъемных половин и крепится к электродвигателю.The traction drive of the locomotive (Fig. 1) contains a traction motor 1, rigidly supported by one side on the moving axis of the wheelset 2 using motor-axial bearings 3, and the other side by the supporting tide 4 rests elastically through the suspension on the frame of the trolley. The torque of the traction motor is transmitted by a pair of gears. Pinion gear 5, pressed with guaranteed interference fit on the tapered shank of the traction motor anchor, is engaged with the driven gear 6, pressed onto the axle of the wheelset. The gears are protected from dust and dirt by a casing 7, which consists of two split halves and is attached to an electric motor.

Зубья ведомого зубчатого колеса, напрессованного на ось колесной пары, имеют три кольцевые канавки 8 (фиг. 2) глубиной полтора модуля, выполненные по замкнутой винтовой линии, расположенные в плоскостях, параллельных плоскостям движения колеса, разделяющие зуб на четыре равных участка, где L₁=L₂=L₃=L₄.The teeth of the driven gear pressed onto the axis of the wheelset have three annular grooves 8 (Fig. 2) with a module depth of one and a half, made in a closed helix, located in planes parallel to the planes of the wheel’s movement, dividing the tooth into four equal sections, where L ₁ = L ₂ = L ₃ = L ₄ .

Тяговый привод локомотива работает следующим образом. Крутящий момент тягового электродвигателя 1, подводимый к ведущей шестерне 5, передается на ось колесной пары 2 через зацепление ведущей шестерни 5 и ведомого зубчатого колеса 6, зубья которого имеют кольцевые канавки 8. При деформации вала якоря тягового электродвигателя 1 и неравномерном распределении нагрузки по длине контактных линий зубчатых колес 5 и 6, вызванных консольным расположением ведущей шестерни, момент сил, возникающий в зацеплении зубьев ведомого зубчатого колеса 6, зубья которого имеют кольцевые канавки 8, с ведущей шестерней 5, приводит к относительному повороту частей зубьев большого зубчатого колеса 5. За счет поворота частей зубьев ведомого зубчатого колеса 6 в угловом направлении происходит выравнивание нагрузки по длине контактных линий зубчатых колес и уменьшение деформации вала якоря тягового электродвигателя.Traction drive locomotive works as follows. The torque of the traction motor 1, supplied to the pinion gear 5, is transmitted to the axle of the pair of wheels 2 through the engagement of the pinion gear 5 and the driven gear 6, the teeth of which have ring grooves 8. When the armature shaft of the traction motor 1 is deformed and the load is unevenly distributed along the length of the contact the lines of gears 5 and 6, caused by the cantilever arrangement of the pinion gear, the moment of forces arising in the engagement of the teeth of the driven gear 6, the teeth of which have annular grooves 8, with the pinion gear 5 minutes, resulting in relative rotation of portions of the teeth of the large gear 5. By rotating the parts of the teeth of the driven gear 6 in the angular direction is load balancing along the length of the contact lines and the reduction gear shaft deformation traction motor armature.

Таким образом, предлагаемая конструкция тягового привода локомотива позволяет повысить надежность и долговечность тяговых приводов за счет обеспечения равномерного распределения нагрузки по длине контактных линий зубчатых колес и компенсации деформаций вала якоря тягового электродвигателя без применения в конструкции упругих элементов.Thus, the proposed design of the traction drive of the locomotive can improve the reliability and durability of the traction drives by ensuring uniform distribution of the load along the length of the contact lines of the gears and compensation of deformations of the armature shaft of the traction motor without using elastic elements in the design.

Claims

Тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, закрепленный на раме тележки, и зубчатые колеса, причем ведущая шестерня расположена на валу тягового электродвигателя, а ведомое зубчатое колесо расположено на оси колесной пары, отличающийся тем, что зубья ведомого зубчатого колеса имеют три кольцевые канавки глубиной полтора модуля, выполненные по замкнутой винтовой линии, расположенные в плоскостях, параллельных плоскостям движения колеса, разделяющие зуб на четыре равных участка, где L₁=L₂=L₃=L₄.A locomotive traction drive comprising a traction motor mounted on a trolley frame and gears, the drive gear being located on the shaft of the traction motor, and the driven gear located on the axis of the wheelset, characterized in that the teeth of the driven gear have three ring grooves with a depth of one and a half depth the module, made in a closed helix, located in planes parallel to the planes of motion of the wheel, dividing the tooth into four equal sections, where L ₁ = L ₂ = L ₃ = L ₄ .