用於軌道交通的高爬坡性能齒輪和齒條組合結構的製作方法

2024-02-07 00:26:15

本發明屬於特種包裝技術領域，具體涉及用於軌道交通的高爬坡性能齒輪和齒條組合結構。

背景技術：

現有的軌道交通技術主要是地鐵和輕軌。地鐵是通過輪對踏面與軌道接觸，由輪對和鐵軌之間的摩擦力，驅動地鐵車輛行駛。輕軌是通過橡膠輪胎與鋼筋混凝土軌道接觸，由橡膠輪與混凝土軌道之間的摩擦力驅動輕軌車輛行駛。

在現在有的齒條傳動技術中，是通過齒輪和齒條的方式，或者是蝸杆和齒條的方式，以上兩種方式中均是滑動摩擦產生推力，對齒條磨損較為嚴重，傳動效率不高。

現有技術中軌道交通技術的缺點主要是：爬坡能力差，線路設計必須平緩；原有傳動方式的磨損較大，傳動效率不高。其導致原因是：地鐵輪和鋼軌材料均為合金鋼，它們之間的摩擦係數小，約為0.15，在動力充足的情況下，爬坡能力依然較弱，因此地鐵的坡度一般小於40‰。

輕軌橡膠輪胎和鋼筋混泥土軌道之間的摩擦係數約為0.6，在動力充足的情況下，爬坡能力依然較弱，因此輕軌的坡度一般小於100‰。

在現在有的齒條傳動技術中，是通過齒輪和齒條的方式，或者是蝸杆和齒條的方式，以上兩種方式中均是滑動摩擦產生推力，對齒條磨損較為嚴重，傳動效率不高，急需研發出一種新型的用於軌道交通的高爬坡性能齒輪和齒條組合結構來解決上述問題。

技術實現要素：

本發明的目的就在於為了解決上述問題而提供用於軌道交通的高爬坡性能齒輪和齒條組合結構。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

用於軌道交通的高爬坡性能齒輪和齒條組合結構，車體在工字梁上移動，包括安裝在工字梁上的第一齒條，第一齒條包括第一轉軸、多個限位塊、多個推力軸承和連接支座，連接支座的一側壁固定安裝在工字梁上，多個限位塊的一端均固定在連接支座上，每兩個限位塊組成的限位組合之間安裝有一個推力軸承，多個限位塊的另一端均設置有可供第一轉軸穿過的孔洞，第一轉軸穿過所有限位塊上的孔洞和所有推力軸承的內圈；包括蝸杆，蝸杆上的螺紋突出部置於兩個推力軸承之間，推力軸承的外圈與蝸杆表面接觸；包括兩個軸座，軸座固定在車體上，軸座上設置有可供第一轉軸穿過的孔洞，蝸杆的兩端分別穿過軸座上的孔洞設置；包括減速電機，減速電機的動力軸與蝸杆的一端固定傳動連接。

具體地，車體內設置有十字形凹槽，工字梁安裝在凹槽的正中位置，凹槽的上部設置有多組行走機構，每組行走機構均包括一根第三轉軸和多個行走輪，第三轉軸此次穿過多個行走輪的中心，第三轉軸的第一端和第二端均與車體可轉動連接，行走輪的下端與工字梁的上端接觸；凹槽的左右兩側均多組平衡機構，平衡機構包括第二轉軸和平衡輪，第二轉軸的一端與平衡輪的中心固定，第二轉軸的另一端與車體可轉動連接，平衡輪沿工字梁的側壁滾動。

進一步地，多根第三轉軸均平行設置，每根第三轉軸均與工字梁垂直；每根第二轉軸均與工字梁垂直；第二轉軸和第三轉軸垂直。

具體地，推力軸承不與限位塊和連接支座接觸。

本發明的有益效果在於：

本發明用於軌道交通的高爬坡性能齒輪和齒條組合結構，車體在工字梁上行駛時，通過行走輪與工字梁頂部接觸來為車體提供支撐，通過平衡輪將車體左右卡死在組合梁上，防止在運行過程中出現脫軌；在坡度較大的路段，可以通過工字梁上的齒條和車體上的蝸杆之間的傳動來提供動力，車輛的爬坡能力大大提高，理論爬坡能力能達到90°，解決了軌道交通行業中爬坡能力不足的問題；本專利中特殊的齒條結構，將滑動摩擦改變成為了推力軸承的滾動摩擦，降低了磨損，提高了傳動效率，具備推廣使用的價值。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明中第一齒條和蝸杆的連接結構示意圖；

圖3是本發明第二實施例的結構示意圖。

圖中：1-車體，2-行走輪，3-工字梁，4-第一齒條，41-第一轉軸，42-限位塊，43-推力軸承，44-連接支座，5-蝸杆，6-軸座，7-第二轉軸，8-第三轉軸，9-平衡輪，10-減速電機，11-齒輪，12-第三轉軸，13-第二齒條。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

如圖1、圖2所示，用於軌道交通的高爬坡性能齒輪11和齒條組合結構，車體1在工字梁3上移動，包括安裝在工字梁3上的第一齒條4，第一齒條4包括第一轉軸41、多個限位塊42、多個推力軸承43和連接支座44，連接支座44的一側壁固定安裝在工字梁3上，多個限位塊42的一端均固定在連接支座44上，每兩個限位塊42組成的限位組合之間安裝有一個推力軸承43，多個限位塊42的另一端均設置有可供第一轉軸41穿過的孔洞，第一轉軸41穿過所有限位塊42上的孔洞和所有推力軸承43的內圈；包括蝸杆5，蝸杆5上的螺紋突出部置於兩個推力軸承43之間，推力軸承43的外圈與蝸杆5表面接觸；包括兩個軸座6，軸座6固定在車體1上，軸座6上設置有可供第一轉軸41穿過的孔洞，蝸杆5的兩端分別穿過軸座6上的孔洞設置；包括減速電機10，減速電機10的動力軸與蝸杆5的一端固定傳動連接。

車體1內設置有十字形凹槽，工字梁3安裝在凹槽的正中位置，凹槽的上部設置有多組行走機構，每組行走機構均包括一根第三轉軸128和多個行走輪2，第三轉軸128此次穿過多個行走輪2的中心，第三轉軸128的第一端和第二端均與車體1可轉動連接，行走輪2的下端與工字梁3的上端接觸；凹槽的左右兩側均多組平衡機構，平衡機構包括第二轉軸7和平衡輪9，第二轉軸7的一端與平衡輪9的中心固定，第二轉軸7的另一端與車體1可轉動連接，平衡輪9沿工字梁3的側壁滾動。

多根第三轉軸128均平行設置，每根第三轉軸128均與工字梁3垂直；每根第二轉軸7均與工字梁3垂直；第二轉軸7和第三轉軸128垂直。

推力軸承43不與限位塊42和連接支座44接觸。

本發明用於軌道交通的高爬坡性能齒輪11和齒條組合結構，車體1在工字梁3上行駛時，通過行走輪2與工字梁3頂部接觸來為車體1提供支撐，通過平衡輪9將車體1左右卡死在組合梁上，防止在運行過程中出現脫軌；在坡度較大的路段，可以通過工字梁3上的齒條和車體1上的蝸杆5之間的傳動來提供動力，車輛的爬坡能力大大提高，理論爬坡能力能達到90°，解決了軌道交通行業中爬坡能力不足的問題；本專利中特殊的齒條結構，將滑動摩擦改變成為了推力軸承43的滾動摩擦，降低了磨損，提高了傳動效率，具備推廣使用的價值。

本發明工作時，減速電機10工作，減速電機10帶動蝸杆5轉動，蝸杆5與第一齒條4傳動連接，因為蝸杆5與齒條上的推力軸承43外圈接觸，在工作時候，蝸杆5與第一齒條4之間為滾動摩擦，第一齒條4收到蝸杆5的一個作用力，第一齒條4提供給蝸杆5一個反向作用力，這個力推動車體1沿工字梁3移動。

如圖3所示，為本專利的實施例2，其中將第一齒條4置換為了第二齒條13，第二齒條13為傳統的鋸齒狀結構；將蝸杆5置換為了齒輪11，齒輪11的中心與第三轉軸128的一端固定，第三轉軸128的另一端與設置在車體1內的減速電機10的動力輸出端固定傳動連接，齒輪11和齒條嚙合，減速電機10工作時候，齒輪11轉動，齒輪11因受到齒條的反向作用力，帶動車體1沿工字梁3移動。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其效物界定。