高速列车驱动齿轮箱总体设计

2高速列车驱动齿轮箱总体设计2.1齿轮箱工况及结构介绍在探讨高速列车的动力传递系统时，齿轮箱作为其中的核心部件，发挥着至关重要的作用。它不仅是连接电机与列车运动部分的关键桥梁，更是确保列车能够平稳、高效启动和运行的保障。齿轮箱的工作原理在于，它能够以特定的传动比，将电机的强大转矩有效地传递至其内部的齿轮轴上。具体来看，齿轮箱的结构相当复杂且精密，它主要由牵引电机、精密的联轴器、坚固的C型架、封闭的箱体、高质量的轴承、列车车轴以及一系列大小不一的齿轮等关键组件构成。其中，齿轮箱的输入端与C型架的上下面紧密相连，而C型架的另一端则通过高强度的紧固螺栓牢牢固定在列车的车体转向架上。值得注意的是，C型架内部还设有橡胶关节、上下橡胶座和橡胶块，这些部件不仅强化了箱体与C型架之间的连接，还起到了固定、缓冲和吸震的作用。当列车启动时，齿轮箱的输出端会得到来自安装在列车车轴上的轴承的稳固支撑。此时，驱动力矩会从驱动电机经过联轴器，传递到输入小齿轮轴上。小齿轮轴在获得动力后，会带动与车轴过盈配合连接的大齿轮进行旋转。这种齿轮间的相互作用，最终推动了整个列车的前进。整个过程中，齿轮箱以其出色的性能，确保了列车运行的稳定性和高效性。齿轮箱传动系统简图和实物图如图所示：图2.1齿轮箱传动系统简图图2.2齿轮箱传动系统实物示意图2.2高速列车驱动齿轮箱的电机选择本文所研究的齿轮箱为一级齿轮箱。通过电机的驱动带动输入轴。输入轴再带动齿轮，输出轴，从而实现整个传动系统的传动。经查阅资料REF_Ref13161\r\h[7]REF_Ref14114\r\h[22]，所选择的驱动电机为\t"/item/%E5%92%8C%E8%B0%90%E5%8F%B7CRH380B%E5%9E%8B%E7%94%B5%E5%8A%9B%E5%8A%A8%E8%BD%A6%E7%BB%84/_blank"永济YJ105C，参数如下表所示：表2.1齿轮箱驱动电机参数表名称数值单位额定转速4200r/min最高转速5900r/min额定功率586kW最大功率615kW额定转矩1344N·m最大启动转矩3077N·m最大短路转矩17300N·m3高速列车齿轮箱关键零部件设计3.1齿轮箱齿轮的设计高速列车的电机通过联轴器与小齿轮轮轴相连，以能够传递电机的力矩，从而带动传动系统传动，大齿轮与轴采用过盈配合，大小齿轮之间则通过单级啮合传递动力。高速列车传动齿轮需要在比较复杂的工作条件下运行，一旦出现故障，将会对行车安全造成巨大威胁。因此，高速列车传动齿轮的平稳性和安全性拥有了极高的要求，为了提高强度，增加传动的平衡性，减少冲击振动，大小齿轮被固定在其齿轮轴上，使其成一体化设计，既满足所需的强度，也方便设计与计算。齿轮的材料选取至关重要，经查阅资料REF_Ref13161\r\h[7]，最终选择20CrMnMo材料作为齿轮材料，其参数如下表所示：表3.2齿轮材料参数表材料密度弹性模量泊松比20CrMnMo7850kg/m3210GPa0.3齿轮箱的传动系统采用一级圆柱斜齿轮传动，斜齿轮相比于直齿轮传动拥有更高的传动比，更好的平衡性和更强的载荷能力，故高强度的齿轮传动一般采用斜齿轮传动。经查阅资料REF_Ref14428\r\h[6]REF_Ref13161\r\h[7]REF_Ref14444\r\h[10]REF_Ref14519\r\h[18]REF_Ref13200\r\h[20]REF_Ref14529\r\h[21]REF_Ref14114\r\h[22]，综合考量，确定齿轮参数如下表所示：表3.3大小齿轮参数表名称小齿轮大齿轮单位旋向右旋左旋-法面模数mn66mm齿数z358