Результат интеллектуальной деятельности: ТЯГОВЫЙ РЕДУКТОР ТЕПЛОВОЗА

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях локомотивов.

Известен тяговый редуктор тепловоза, описанный в книге «Конструкция и динамика тепловозов» под ред. В.Н. Иванова, М.: Транспорт, 1974 г., на стр. 178 и показанный на стр. 174. Такой тяговый редуктор состоит из упругого зубчатого колеса (рис. 123) и ведущей шестерни (рис. 121), используемой в различных типах тепловозов. Конструкция упругого зубчатого колеса тяговой передачи представляет собой зубчатый венец 1 (рис. 123), соединенный со ступицей 2 при помощи резиновых и металлических втулок. Такая конструкция зубчатого колеса позволяет снизить динамические нагрузки, приложенные к зубьям колес приблизительно в три раза. Анализ указанной конструкции показывает, что, несмотря на свою эффективность работы, она имеет существенный недостаток, заключающийся в ее невысокой эксплуатационной надежности за счет использования резиновых втулок.

Известен также тяговый редуктор тепловоза, описанный в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов» под ред. А.А. Канаева, М.: Машиностроение, 1981 г., на стр. 120-124 и показанный на стр. 121. Такой тяговый редуктор так же, как и описанный в аналоге, состоит из упругого зубчатого колеса и шестерни, причем упругое зубчатое колесо (см. рис. 83 стр. 124) электровоза Ф фирмы Альстом (рис. 83в) содержит упругие элементы, выполненные не из резины, а представляют собой комплекты двухрядных пружин сжатия. Такая конструкция упругого колеса, тягового привода является довольно сложной и в практике недостаточно надежной.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности тягового редуктора.

Поставленная цель достигается тем, что на внешних поверхностях дисков зубчатого венца и ступицы зубчатого колеса с двух сторон радиально, с определенным равным шагом расположены металлические пластины с жестко присоединенными к ним пальцами, выполненными из упругого материала, расположенными в отверстиях вышеуказанных дисков, причем упругие пальцы диска ступицы зубчатого колеса снабжены шлицами, взаимосвязанными с ответными нарезанными в его диске, и упомянутые упругие пальцы снабжены на своих концах стопорными гайками.

На чертежах: на фиг. 1 показан общий вид тягового редуктора тепловоза, вид сбоку на фиг. 2 - укрупненный вид зубчатого колеса редуктора и на фиг. 3 - часть сечения зубчатого колеса редуктора тепловоза по АА.

Тяговый редуктор тепловоза состоит из шестерни 1, жестко закрепленной на валу электродвигателя 2, кинематически связанной с зубчатым колесом, состоящим из зубчатого венца 3 и ступицы зубчатого колеса 4, соответственно диски 5 и 6 которых связаны между собой металлическими пластинами 7 посредством пальцев 8 и 9. Пальцы 8 подвижно расположены в металлических пластинах 7, а в пальцах 9 в них же закреплены жестко, и на их поверхностях выполнены шлицы 10, взаимодействующие с ответными 11, нарезанными в дисках 6. Пальцы 8 и 9 снабжены гайками 12, а ступица зубчатого колеса 4 жестко закреплена на оси колесной пары 13.

Работает тяговый редуктор тепловоза следующим образом. Известно, что при движении тепловоза, находящегося под составом грузовых или пассажирских вагонов в зубчатой передаче шестерни и зубчатом колесе возникают значительные по величине динамические нагрузки, способствующие не только повышенному износу их зубьев, но и поломке последних. Это связано с тем, что взаимодействие последних друг с другом имеет жесткую связь. Однако в предложенном техническом решении этого не происходит и вот почему. Так, например, при вращении шестерни 1 по стрелке В с угловой скоростью ω происходит вращение зубчатого венца 3 по стрелке С с угловой скоростью ω₂, при этом окружное усилие от зубчатого венца 3 передается ступице зубчатого колеса 4 через металлические пластины 7 за счет связи их пальцами 8 и 9 с последней. В результате вращающий момент, возникающий на ступице зубчатого колеса 4, передается на ось колесной пары 13, и тепловоз перемещается по рельсовому пути, как это описано в аналоге и прототипе. Предположим теперь, что в динамике нагрузка от оси колесной пары 13, передающаяся к ступице зубчатого колеса 4, резко возросла, и тогда металлические пластины 7 получат угловой поворот по стрелке Е, упруго деформировав пальцы 9 на некоторый угол за счет наличия шлицев 10 и 11, что позволит снизить указанную динамическую нагрузку, исключив тем самым передачу такого усилия на зубья зубчатого венца 3, а, следовательно, и на зубья шестерни 1. В дальнейшем после исчезновения динамической нагрузки под действием упругих сил, возникших на пальцах 9, металлические пластины 7 возвращаются в исходное положение, тем самым возвращая и зубчатый венец 3 в исходное положение. Далее описанный процесс может повторяться неоднократно за счет использования крутильной жесткости пальцев 9, которая зависит от модуля упругости материала второго ряда, момента инерции пальцев 9, их диаметра и рабочей длины.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в отличие от известных очевидно, так как оно позволяет повысить эксплуатационную надежность звеньев тягового редуктора за счет демпфирования динамических нагрузок, возникающих в тяговых редукторах тепловозов.