一种用于游览车的齿啮合单轨铰接转向架的设计方法与流程

1.本发明涉及一种用于游览车的齿啮合单轨铰接转向架的设计方法，属于游览观光列车转向架技术领域。


背景技术：

2.普通轨道交通列车一般都要采用一节车厢使用两个转向架的设置方式，而游览车由于要求具有很高的小曲线通过性能以适应自然景区复杂的地形地貌，同时列车载客量要求相对较小，采用两节车厢之间共用一个铰接转向架的设置方式能显著提供列车小曲线通过性能，同时有利于车辆中心高度和轻量化，是游览列车转向架与车辆连接方式的最佳方案。
3.现有技术中，铰接转向架有着多种设置方式，但基本上有一个共同点，就是前节车厢与后节车厢先通过球铰连接然后再通过中心牵引装置安装于转向架上，结构较复杂，落车和检修维护困难。而本设计游览车轨道为单轨，在中心牵引装置下方是箱型梁钢轨，其与转向架之间的空间狭窄，而转向架的齿轮动力驱动机构布置在中间，按传统方式设置支撑、牵引机构需要抬高车体，且转向架落车与维护更加困难，必须设计有专用的工艺轨道才能完成落车与检修。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：如何设计一种适合于走行箱型梁单轨的，便于落车和检修维护的且结构简洁的的铰接转向架。
5.针对上述问题，本发明提出的技术方案是：一种用于游览车的齿啮合单轨铰接转向架的设计方法，是将安装前车车厢的前支撑机构和前牵引机构与安装后车车厢的后支撑机构和后牵引机构分别设置在单轨铰接转向架两端，使前节车厢和后节车厢能够各自落车安装，并使落车安装后的前节车厢后端与后节车厢前端之间具有间隔空间。
6.进一步地，在前支撑机构和后支撑机构的顶部设置磨耗板，使前车车厢和后车车厢分别落压在前支撑机构和后支撑机构的磨耗板上并能够在磨耗板上水平转动和滑移。
7.进一步地，将前支撑机构分设为左前支撑机构和右前支撑机构，将后支撑机构分设为左后支撑机构和右后支撑机构，左前支撑机构和右前支撑机构分别设在转向架前部左右两侧的构架上，左后支撑机构和右后支撑机构分别设在转向架后部左右两侧的构架上，左前支撑机构、右前支撑机构、左后支撑机构和右后支撑机构均由支撑簧和减振器构成。
8.进一步地，在前牵引机构上设置左右两个施加纵向牵引力的点，分别为左前施力点和右前施力点，使左前施力点和右前施力点能够同步等距离左右摆动，能够一前一后反向运动并保持距离相等；在后牵引机构上设置左右两个施加纵向牵引力的点，分别为左后施力点和右后施力点，使左后施力点和右后施力点能够同步等距离左右摆动，能够一前一后反向运动并保持距离相等。
9.进一步地，在构架的前端和后端对称设置几字形的牵引架，所述前牵引机构为设置在构架的前端的牵引架，所述后牵引机构为设置在构架的后端的牵引架。
10.进一步地，牵引架由左牵引杆、右牵引杆、l形的左直角臂、l形的右直角臂和直连杆构成，左牵引杆和右牵引杆的一端分别与构架的左侧和右侧通过竖向铰轴铰接连接，将左直角臂和右直角臂的外端分别与左牵引杆和右牵引杆的另一端通过竖向铰轴铰接连接，使左直角臂和右直角臂的内端分别与直连杆的两端通过竖向铰轴铰接连接；所述左前施力点和右前施力点分别设置在前端牵引架的左直角臂和右直角臂的转角位置，并在左前施力点和右前施力点上分别设置左前牵引销和右前牵引销；所述左后施力点和右后施力点分别设置在后端牵引架的左直角臂和右直角臂的转角位置，并在左后施力点和右后施力点上分别设置左后牵引销和右后牵引销。
11.进一步地，在构架前端两侧和后端两侧分别设置弹性限位件，对前节车厢的后端和后节车厢的前端实施横向限位。
12.进一步地，在构架中部两侧分别设置左驱动齿轮和右驱动齿轮，使左驱动齿轮和右驱动齿轮分别在轨道齿条的两侧与轨道齿条的齿牙啮合，在左驱动齿轮和右驱动齿轮上方的构架上分别设置用于驱动左驱动齿轮和右驱动齿轮的左驱动电机和右驱动电机。
13.进一步地，在构架中部水平设置联装座，在联装座上端面的左右分别设置左电机安装位和右电机安装位，在左电机安装位和右电机安装位中心设置左轴孔和右轴孔，将左驱动电机和右驱动电机输出端安装在左电机安装位和右电机安装位，将左驱动齿轮和右驱动齿轮分别安装在左驱动电机和右驱动电机正下方的联装座的下端面，左驱动齿轮和左驱动电机之间由左传动轴通过左轴孔连接，右驱动齿轮和右驱动电机之间由右传动轴通过右轴孔连接。
14.进一步地，在联装座的两端外侧分别设置两根悬杆，将悬杆的下端与联装座铰接连接，将悬杆的上端通过关节球铰与构架连接，使联装座以悬吊方式安装在构架上，并保证联装座能够左右摆动；所述联装座的两端外侧分别设置与构架水平连接的动力牵引杆，将动力牵引杆的一端与联装座铰接连接，将动力牵引杆的另一端通过关节球铰与构架连接。
15.进一步地，在轨道齿条两侧分别设置两个左驱动齿轮和两个右驱动齿轮及对应的两个左驱动电机和两个右驱动电机，在前的一个左驱动齿轮和一个右驱动齿轮及对应的一个左驱动电机和一个右驱动电机安装在一个联装座上，在后的一个左驱动齿轮和一个右驱动齿轮及对应的一个左驱动电机和一个右驱动电机安装在一个联装座上。
16.有益效果：1、能够避免前节车厢和后节车厢对动力驱动机构形成干涉，适合于走行箱型梁单轨；2、间隔空间的存在便于前节车厢和后节车厢单独落车；3、间隔空间的存在有利于转向架日常检修维护；4、转向架结构相对简单，其具有前后一致的安装前节车厢和后节车厢的安装结构，相对于现有不同安装结构的铰接转向架在生产时需要不同的工装和生产线，本发明的转向架的生产就相对简单。
附图说明
17.图1为所述用于游览车的齿啮合单轨铰接转向架及其走行的箱型梁单轨的立体示意图；图2为所述转向架与前节车厢、后节车厢的装配关系简图；图3为齿啮合单轨铰接转向架的立体示意图；图4为牵引架、支撑机构及构架的结构关系的立体示意图；图5为为动力驱动机构的立体示意图；图6为转向架的局部立体示意图；图7为联装座的立体示意图；图8为左驱动齿轮和右驱动齿轮的立体示意图。
18.图中：1、构架；2、间隔空间；3、磨耗板；4、支撑簧；5、减振器；6、牵引架；601、左牵引杆；602、右牵引杆；603、左直角臂；604、右直角臂；605、直连杆；606、左前牵引销；607、右前牵引销；608、左后牵引销；609、右后牵引销；600、竖向铰轴；7、弹性限位件；8、联装座；801、左电机安装位；802、右电机安装位；803、左轴孔；804、右轴孔；9、左驱动齿轮；10、右驱动齿轮；11、左驱动电机；12、右驱动电机；13、左传动轴；14、右传动轴；15、悬杆；16、关节球铰；17、动力牵引杆；18、前走行轮 ；19、后走行轮；20、导向轮；21、箱形梁单轨；22、走行面；23、轨道齿条；24、前节车厢；25、后节车厢。
具体实施方式
19.下面结合实施例和附图对本发明做进一步的描述：如图1、2所示，本方法所述齿啮合单轨铰接转向架基于如下技术：采用箱形梁单轨21，箱形梁单轨21具有顶部向上的走行面22，具有纵向设置在走行面中间的轨道齿条23；转向架具有构架1、设置在构架1上的动力驱动机构、设置在构架1上的两个前走行轮 18、两个后走行轮19、以及走行在箱形梁两侧的导向轮20，两个前走行轮 18在转向架的前部分别走行在轨道齿条23两侧的走行面22上，两个后走行轮19在转向架的后部分别走行在轨道齿条23两侧的走行面22上；游览车的有多节独立车厢，前节车厢24与后节车厢25互不相通。
20.如图2、3、4所示，一种用于游览车的齿啮合单轨铰接转向架的设计方法，是将安装前车车厢的前支撑机构和前牵引机构与安装后车车厢的后支撑机构和后牵引机构分别设置在单轨铰接转向架两端，使前节车厢24和后节车厢25能够各自落车安装，并使落车安装后的前节车厢24后端与后节车厢25前端之间具有间隔空间2。这样，包括电机，驱动齿轮在内的动力驱动机构就能够安装在该间隔空间2下方的构架1上，既避免前节车厢24和后节车厢25对动力驱动机构形成干涉，适合于走行箱型梁单轨，又能够便于前节车厢24和后节车厢25单独落车。同时，间隔空间2的存在也非常有利于日后检修维护。
21.进一步地，在前支撑机构和后支撑机构的顶部设置磨耗板3，使前车车厢和后车车厢分别落压在前支撑机构和后支撑机构的磨耗板3上并能够在磨耗板3上水平转动和滑移，以适应轨道的曲线变化。将前支撑机构分设为左前支撑机构和右前支撑机构，将后支撑机构分设为左后支撑机构和右后支撑机构，左前支撑机构和右前支撑机构分别设在转向架前部左右两侧的构架1上，左后支撑机构和右后支撑机构分别设在转向架后部左右两侧的构
架1上，左前支撑机构、右前支撑机构、左后支撑机构和右后支撑机构均由弹性支撑簧4和减振器5构成。
22.这里，弹性支撑簧4和减振器5也可以由橡胶类弹性件代替。
23.在前牵引机构上设置左右两个对车厢施加纵向牵引力的点，分别为左前施力点和右前施力点，使左前施力点和右前施力点能够同步等距离左右摆动，能够一前一后反向运动并保持距离相等；在后牵引机构上设置左右两个施加纵向牵引力的点，分别为左后施力点和右后施力点，使左后施力点和右后施力点能够同步等距离左右摆动，能够一前一后反向运动并保持距离相等。这样，就能够适应游览车在进入曲线时和在曲线上运行时车厢与转向架之间的角度变化。
24.所述能够一前一后反向运动并保持距离相等，实际是指两个施力点能够绕两个施力点之间的中心点转动。
25.上述方法，是在构架1的前端和后端对称设置几字形的牵引架6，所述前牵引机构为设置在构架1的前端的牵引架6，所述后牵引机构为设置在构架1的后端的牵引架6；牵引架6由左牵引杆601、右牵引杆602、l形的左直角臂603、l形的右直角臂604和直连杆605构成，左牵引杆601和右牵引杆602的一端分别与构架1的左侧和右侧通过竖向铰轴600铰接连接，将左直角臂603和右直角臂604的外端分别与左牵引杆601和右牵引杆602的另一端通过竖向铰轴600铰接连接，使左直角臂603和右直角臂604的内端分别与直连杆605的两端通过竖向铰轴600铰接连接；所述左前施力点和右前施力点分别设置在前端牵引架6的左直角臂603和右直角臂604的转角位置，并在左前施力点和右前施力点上分别设置左前牵引销606和右前牵引销607；所述左后施力点和右后施力点分别设置在后端牵引架6的左直角臂603和右直角臂604的转角位置，并在左后施力点和右后施力点上分别设置左后牵引销608和右后牵引销609。这样设计的牵引架6，就能够在提供牵引力的同时还能够变形变角，以适应游览车在进入曲线时和在曲线上运行时车厢与转向架之间不断发生的角度变化。
26.在构架1前端两侧和后端两侧分别设置弹性限位件7，对前节车厢24的后端和后节车厢25的前端实施横向弹性限位。
27.如图2、5、6、7、8所示，将动力驱动机构设置在间隔空间2下方的构架1上，具体是：在构架1中部两侧分别设置左驱动齿轮9和右驱动齿轮10，使左驱动齿轮9和右驱动齿轮10分别在轨道齿条23的两侧与轨道齿条23的齿牙啮合，在左驱动齿轮9和右驱动齿轮10上方的构架1上分别设置用于驱动左驱动齿轮9和右驱动齿轮10的左驱动电机11和右驱动电机12。这种双侧驱动方式，能够使转向架获得更加平稳的推力。
28.在构架1中部水平设置联装座8，在联装座8上端面的左右分别设置左电机安装位801和右电机安装位802，在左电机安装位801和右电机安装位802中心设置左轴孔803和右轴孔804，将左驱动电机11和右驱动电机12输出端安装在左电机安装位801和右电机安装位802，将左驱动齿轮9和右驱动齿轮10分别安装在左驱动电机11和右驱动电机12正下方的联装座8的下端面，左驱动齿轮9和左驱动电机11之间由左传动轴13通过左轴孔803连接，右驱动齿轮10和右驱动电机12之间由右传动轴14通过右轴孔804连接。在联装座8的两端外侧分别设置两根悬杆15，将悬杆15的下端与联装座8铰接连接，将悬杆15的上端通过关节球铰16与构架1连接，使联装座8以悬吊方式安装在构架1上，并保证联装座8能够左右摆动；所述联装座8的两端外侧分别设置与构架1水平连接的动力牵引杆17，将动力牵引杆17的一端与联
装座8铰接连接，将动力牵引杆17的另一端通过关节球铰16与构架1连接。联装座8的设置，使得整个动力驱动机构从结构上具有整体性、简约性，还能够有效实现两侧电机的速差补偿。
29.在轨道齿条23两侧分别设置两个左驱动齿轮9和两个右驱动齿轮10及对应的两个左驱动电机11和两个右驱动电机12，在前的一个左驱动齿轮9和一个右驱动齿轮10及对应的一个左驱动电机11和一个右驱动电机12安装在一个联装座8上，在后的一个左驱动齿轮9和一个右驱动齿轮10及对应的一个左驱动电机11和一个右驱动电机12安装在一个联装座8上。这样采用两侧四轮驱动，能够成倍降低轨道齿条的齿牙的驱动受力和驱动轮轮齿的驱动受力，延长齿轮齿条的使用寿命。
30.上述实施例只用于更清楚的描述本发明，而不能视为限制本发明涵盖的保护范围，任何等价形式的修改都应视为落入本发明涵盖的保护范围之中。