项目四城市轨道车辆转向架35课件

项目四

城市轨道车辆转向架城轨车辆构造主讲人：杨培义任务一转向架总体认知

任务二构架 任务三轮对轴箱装置 任务四弹簧减振装置 任务五牵引连接装置

任务六驱动和传动装置 任务七基础制动装置 任务八地铁车辆转向架 本项目主要内容

城轨车辆普遍采用了无摇枕结构的转向架，由于没有摇枕，车体直接坐落于空气弹簧上，必须靠牵引装置来实现摇枕所具有的传递纵向力和转向功能，所以要求牵引装置具备以下功能：

(1)能够传递纵向的驱动力和制动力，同时允许二系弹簧在垂向和横向柔软地动作。

(2)纵向具有适当的弹性，以缓和由于转向架点头、车轮不平衡重量等引起的纵向振动。

(3)结构上应便于车体与转向架的分离和连接。

(4)由于取消了摇枕，需安装横向油压减振器、横向缓冲橡胶、空气弹簧异常上升止挡等，这些部件的安装和拆卸不能增加车体与转向架分离作业的工时。任务五牵引连接装置任务五牵引连接装置

一、中央牵引装置：图1所示是一种典型的城轨车辆的中央牵引装置，长春客车厂设计的地铁无摇枕转向架采用了这种结构的中央牵引装置，其结构是中心销上端用螺栓固定在车体枕梁上，下部插在能够传递纵向力的牵引梁孔中，能够自如地垂向运动和回转。牵引梁与构架横梁之间设有牵引叠层橡胶，它的特性是纵向较硬、横向柔软，所以既能有效地传递纵向力，又能随空气弹簧做横向运动。每台转向架设4组牵引叠层橡胶，安装时能使其在纵向倾斜，以便牵引梁对准转向架中心。可按隔离纵向振动的要求选定牵引叠层橡胶的纵向刚度值，同时要保证纵向无滑动部位和间隙存在。中心销下部连有空气弹簧异常上升止挡，当空气弹簧因故过充时可以限制车体不断上升，保证安全；在起吊车体时，可使转向架同车体一起被吊起。任务五牵引连接装置图1中央牵引装置1-中心销；2-牵引梁；3-防尘罩；4-衬套；5-中心销套；6-横向油压减振器；7-空气弹簧异常上升止挡；8-安装板；9-牵引叠层橡胶；10-横向缓冲橡胶

图2所示是几种中央牵引连接装置结构，它们都有各自的特点，例如，图（b）的中央牵引装置结构，由于牵引杆两端与中心销和转向架的连接部位都有橡胶关节，橡胶关节的弹性定位能保证转向架绕中心销在各个方向上有一定程度的摆动，这既保证了转向架抗蛇行运动的性能，又能实现转向架与车体之间的转角，保证车辆顺利通过曲线。广州地铁二号线车辆采用的就是（b）图的牵引连接装置结构，一号线采用的是（c）图的牵引连接装置结构。值得提出的是，与广州地铁一号线车辆转向架相比，二号线车辆转向架的牵引连接装置比较简单。二号线车辆转向架通过带有橡胶关节的牵引杆连接到与车体连接的车体中心销上，没有中心销座和复合弹簧，更便于拆装转向架。任务五牵引连接装置任务五牵引连接装置(c)1-起吊保护螺栓；2-中心销导架；3-中心销；4-中心架；5-定位螺母；6-牵引杆；7-复合橡胶衬套图2

牵引连接装置驱动和传动装置驱动和传动装置是指在动车转向架上，将牵引电机的转矩转化为轮对转矩的执行装置，包括牵引电机、齿轮箱、联轴器等。每台动车转向架装有两套驱动和传动装置，各与一个轮对轴箱装置连接。城轨车辆的动力转向架，不论是采用直流牵引电机还是交流牵引电机，均需通过机械减速装置，才能将电机的扭矩转化为轮对转矩，再利用轮轨的粘着作用，驱动车辆沿着钢轨运行，而牵引电机的布置形式直接影响着转向架的动力性能。根据牵引电机在转向架上（或车体上）配置的特征，以及电机转轴与转向架轮对之间传动的特征，大致可分为以下几种结构形式：任务五牵引连接装置驱动和传动装置一、抱轴式牵引电机—爪形轴承传动装置

这是城轨道车辆最古老的传动形式，它是直接利用牵引电机驱动轴上的齿轮带动轮对轴传递扭矩。这时电机驱动轴与轮对轴呈平行配置，牵引电机的一部分重量通过两个爪形轴承支承于轮对轴上，另一部分重量通过弹簧支于构架梁上，也称抱轴式。一般牵引电机的小齿轮与轮对上的大齿轮之间的传动比取为1:4至1:6。这种传动装置的很大一部分重量非弹性直接支于轮对轴上，增加了簧下部分的重量，对转向架的运行品质带来不利影响，而且必然导致相关的运动零件（如轴承、齿轮和集电器等）的强烈振动和磨耗。此外，由于这种传动的扭转弹性很低，往往要造成集电器过载，甚至损坏。由于这种传动结构简单、坚固，所以至今仍在轻轨车辆上应用。如图3所示。任务五牵引连接装置任务五牵引连接装置图3抱轴式牵引电机-爪形轴承传动装置1-牵引电机；2-电机弹性悬挂；3-驱动小齿轮；4-车轴上大齿轮；5-减速齿轮箱；6-爪形轴承；7-制动盘驱动和传动装置二、架悬式横向牵引电机―空心轴传动装置该传动装置将牵引电机支承于构架横梁上，如图4所示，它采用电机空心轴和高弹性的联轴器驱动齿轮减速箱，解决了上述方案的电机直接支于轮轴增加簧下重量和传动件过小的扭转弹性常导致集电器过载的问题。由于牵引电机重量由转向架构架全部承担，所以这是一种典型的架悬式（一种全悬挂）结构，也由于电机采用了空心轴，所以又称为电机空心轴式结构。在空心电枢和齿轮减速箱的小齿轮之间设置了一个可移动的橡胶高弹性的钢片联轴器。减速箱一端支于轮对轴上，另一端通过一个可动的纵向可调节的支撑铰接于构架上。空心轴传动由于其重量轻、作用可靠和耐久性，在城轨车辆中获得广泛应用。任务五牵引连接装置任务五牵引连接装置图4架悬式横向牵引电机-空心轴传动装置1-牵引电机；2-小齿轮；3-驱动轴；4-大齿轮；5-空心轴；6-联轴器；7-减速齿轮箱；8-制动盘三、两轴―纵向驱动、骑马式结构

沿转向架运动方向配置的牵引电机连同齿轮减速箱组成一组合体跨骑在转向架的两轮对上，牵引电机的两侧与带有法兰的减速箱组成一个自承载的组合体，牵引电机驱动轴经齿轮减速后，借助于空心轴和橡胶联轴器与轮对轴弹性连接。如图5所示。两轴纵向驱动的优点为，转向架的轴距比以上两种形式可有较大的减缩，有可能在2m以内。另外当一个轮对的粘着摩擦由于局部的蠕滑效应而遭到破坏时，则另一具有良好摩擦条件的轮对担当起后备保险的作用。同样，在加速和减速时所出现的轮对卸载将不起作用，因为一根轴卸载在另一根轴上就要承担附加的载荷，整个转向架所传递的摩擦力矩总和仍不变。而在单轴分离配置牵引电机时轮对的摩擦极限有被超过的危险，卸载的轮对就有可能打滑空转。任务五牵引连接装置这种结构通过机械联结强制驱动转向架的两个轮对具有相同的角速度，若两轮对的车轮直径存在差异，由此也造成运行阻力上升和磨耗的增加。另外它的整个装置均由转向架的两轮对直接支承，增加了簧下重量，加剧了转向架运行的动力作用。任务五牵引连接装置图5两轴―纵向驱动、骑马式结构1-牵引电机；2-联轴器；3-驱动伞齿轮；4-空心轴；5-橡胶联轴器；6-轮轴；7-减速箱；8-制动盘四、全弹性结构的两轴―纵向驱动

这种装置的牵引电机完全弹性地固定于转向架构架的横梁上，电机驱动轴经减速齿轮驱动万向接头空心轴，再经橡胶连杆联轴器将扭矩传递给轮对。由于电机的重量由构架全部承担，所以也称为架悬式结构，也由于轮对采用了空心轴，所以又称为轮对空心轴式结构。如图6所示。任务五牵引连接装置图6

全弹性结构的两轴―纵向驱动装置1-牵引电机；2-联轴节；3-驱动伞齿轮；4-万向接头空心轴；5-联轴器；6-轮轴；7-减速箱；8-制动盘五、牵引电机对角配置的单独轴―纵向驱动

两牵引电机对角悬挂于转向架构架的两横梁上，电机与齿轮传动装置之间扭矩的传递经由连杆轴实现。

齿轮减速箱一端弹性悬挂于构架的端梁，另一端抱在轮对车轴上。转向架上两套电机及其传动装置独立地配置，各自驱动一轮对。如图7所示。任务五牵引连接装置图7对角配置单独轴―纵向驱动装置1-牵引电机；2-连杆轴；3-驱动伞齿轮；4-轮对；5-减速箱；6-制动盘

六、牵引电机置于车体上的驱动装置

牵引电机装于车体上，电机驱动轴经万向联轴节将扭矩传递给置于转