[发明专利]一种轨道车辆用多挡位自适应齿轮箱

说明书

本发明提供一种轨道车辆用多挡位自适应齿轮箱。所述齿轮箱包括齿轮箱箱体以及输入小齿轮轴、中间齿轮轴和动力输出轴，所述输入小齿轮轴通过N个输入齿轮安装在齿轮箱箱体上，所述中间齿轮轴通过M个中间齿轮安装在齿轮箱箱体上，M个中间齿轮中，有K个与所述动力输出轴上的齿轮相互啮合；其中，N≥2，M=N+K；所述齿轮箱还包括换挡驱动部件，所述换挡驱动部件包括驱动源，控制所述驱动源正、反转以左、右位移所述中间齿轮轴上的M‑K个齿轮分别与N个输入小齿轮轴啮合。与相关技术相比，本发明所提供的齿轮箱改变车辆驱动系统负荷点，从而使电机和变流器在最优的效率范围内运行，可实现动车组和地铁车辆转向架的自适应性能。

技术领域

本发明涉及铁路机车车辆技术领域，尤其涉及一种轨道车辆用多挡位自适应齿轮箱。

背景技术

随着高速铁路的快速发展，其在铁路干线网中的比例越来越高。实现高速铁路与既有线路的互联互通，可以显著提高铁路运输效率及多样化运输模式，最大程度满足不同人群出行需要，促进社会经济发展。市域动车组与地铁的互联互通也有同样的需求。

较高速度与较低速度运行的转换虽然可以通过控制电机转速来实现，但这种实现方式使电机和变流器不能在高速和低速都工作在最优的效率内，且能耗损失较大。

目前，针对此种现状，国内外相关企业均也开始研究能适应不同速度等级运行的自适应转向架和变档位齿轮箱。

多档位变速箱技术在汽车及特种车辆上广泛采用，技术成熟。目前，齿轮传动有级变速是汽车领域自动变速箱的主要应用形式，一般包括输入轴和输出轴，N套行星齿轮装置以及M个换挡原件。但由于轨道车辆的特殊性，这些技术无法直接在轨道车辆应用。

因此，需基于轨道车辆驱动装置的结构形式，开发多挡位齿轮箱。

另外，对本案中所提到的方向词汇进行定义，

左：指如图2所示的左侧；

右：指如图2所示的右侧。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轨道车辆用多挡位自适应齿轮箱，解决多挡位齿轮箱的档位之间变换的自动可靠问题，实现车辆低速和高速运行时的不同齿轮传动比。

本发明的技术方案是：一种轨道车辆用多挡位自适应齿轮箱包括齿轮箱箱体以及安装在所述齿轮箱箱体内的相互平行的输入小齿轮轴、中间齿轮轴和动力输出轴，所述输入小齿轮轴连接动力源，所述输入小齿轮轴通过N个输入齿轮安装在齿轮箱箱体上，所述中间齿轮轴通过M个中间齿轮安装在齿轮箱箱体上，M个中间齿轮中，有K个与所述动力输出轴上的齿轮相互啮合；其中，N≥2，M=N+K；

所述齿轮箱还包括换挡驱动部件，所述换挡驱动部件包括驱动源，控制所述驱动源正、反转以左、右位移所述中间齿轮轴上的M-K个齿轮分别与N个输入小齿轮轴啮合。

上述方案中，车辆操控者通过按钮发出指令启动换挡驱动部件的驱动源，通过驱动源的驱动实现齿轮箱挡位变换，实现车辆低速和高速运行时的不同齿轮传动比，以改变车辆驱动系统负荷点，从而使电机和变流器在最优的效率范围内运行，以达到节省能源和在相同的传动功率下获得更大的牵引力等目的。其主要解决多挡位齿轮箱的档位之间自动变换及可靠性问题，实现车辆低速和高速运行时的不同齿轮传动比。

优选的，所述驱动源为电机或液压马达。

优选的，M=3，N=2，所述中间齿轮轴通过中间齿轮一、中间齿轮二和中间齿轮三安装在齿轮箱箱体上，所述中间齿轮二套装在中间齿轮一上，所述中间齿轮三固设于所述中间齿轮二的端侧；

所述输入小齿轮轴通过输入齿轮一和输入齿轮二分别与中间齿轮二或中间齿轮三啮合；

所述驱动部件驱动中间齿轮二和中间齿轮三沿中间齿轮一左右位移。