第5章 牵引驱动及缓冲连接装置

❖ 驱动装置弹性轴悬式机车其动力学性能优于刚性轴悬式 机车，其在高速客运机车上具有明显的技术优势；弹性轴悬 式驱动装置相比较于刚性轴悬式驱动装置其在结构上的显著 特点是齿轮箱为承载式结构以及传动轴承采用油润滑。
❖ 弹性轴悬式驱动装置的牵引电机、齿轮箱和悬挂横梁是 主要的承力部件，它们除了承受牵引电机扭矩外，还承受整 个装置的振动冲击力。
❖ 调心滚子轴承的安装，特别是拆卸比圆锥滚子轴承更为困 难，但可适应轴的弯曲。我国电力机车牵引电动机的抱轴 轴承有采用调心滚子轴承的，其型号为3G3053148T。
牵引电动机质量的一半支悬在构架上，为簧上质量，故称 半悬挂。牵引电动机的另一半质量压在车轴上，为簧下质量。
❖ 轴悬驱动装置分类 ❖ 1、刚性轴悬驱动装置： ❖ 120km/h以下车辆 ❖ 2、弹性轴悬驱动装置： ❖ 120-160km/h以下车辆
❖ 轮对空心轴架悬式（两级）驱动
❖ 电机空心轴架悬式（两级）驱动。
是簧下质量较大、牵引电动机长度缩短，对提高功率不利。 另外，整个传动系统的扭转刚度较小，如果各弹性元件的刚度 选择及匹配不恰当，会使轮轨间的黏滑振动增大，容易诱发空 转，影响机车黏着牵引力的正常发挥。
缺点： ①簧下质量大，因而轮轨垂向动载荷大。牵引驱动装置中的 大齿轮全部质量以及牵引电动机、小齿轮和齿轮箱等约一半 的质量是压在车轴上的簧下质量； ②牵引电动机及牵引齿轮的工作条件差。 来自钢轨的冲击直
接传至牵引电动机和牵引齿轮啮合面，牵引电动机垂向加速
度大，牵引齿轮啮合面的接触动应力大，影响它们的工作可
❖ 5.1 牵引驱动装置类型 ❖ 轨道车辆牵引方式： ❖ 内燃机，电动机 ❖ 牵引电机布置方式： ❖ 集中式，分散式 ❖ 牵引电机安装方式： ❖ 轴悬：低速列车 ❖ 架悬：200km/h以下列车 ❖ 体悬：200km/h以上列车
❖ 一、轴悬驱动装置
❖ 轴悬式牵引电动机通常是一侧通过调杆支承于转向 架，另一侧通过抱轴轴承支承在车轴上。
轨道车辆结构与设计
第五章 牵引驱动及缓冲连接装置
动力车和机车的牵引电机是通过传动装置驱动轮 对的，牵引电动机悬挂，是指牵引电动机的安装方式。 牵引电机和传动装置在动力车上有不同的悬挂方式， 常用的悬挂方式有以下三种：抱轴式悬挂，车体悬挂， 转向架悬挂。轴悬式又称牵引电动机半悬挂，架悬式 和体悬式又称牵引电动机全悬挂。
❖ 2、电机空心轴驱动装置
❖ 3、大变位联轴器电机架悬驱动装置
❖ 4、牵引电机、齿轮箱、空心套、制动盘一体化架 悬驱动装置
❖ 5、单电机构架内置架悬驱动装置 ❖ 6、独立轮外置电机纵向驱动装置 ❖ 7、独立轮轴端横向驱动装置 ❖ 8、单电机纵向万向轴驱动装置
❖ 三、体悬驱动装置
❖ 这种悬挂方式通常是把牵引电动机悬挂在车体的底部，使 其成为二系弹簧以上的质量。这样一来，转向架构架的质 量及回转惯性矩就大为减小，容易保持转向架高速时的蛇 形稳定性，对减轻轮轨的垂向及横向动载荷也有所帮助。 各国高速动力车转向架的发展都经历了从架悬到体悬的过 程。
靠性及使用寿命。因此，随着机车速度的提高，牵引电动机
半悬挂不再适应要求而要采用牵引电动机全悬挂。一般情况
下，机车最大运用速度不超过120km/h，可以采用牵引电动机
半悬挂。 ③牵引电动机抱轴承的技术状态对驱动装置的工作有重大影 响。
❖ 二、架悬驱动装置
❖ 架悬式悬挂牵引电动机固装在转向架构架上，牵引电动机 全部是簧上质量，故又称全悬挂式。牵引电动机架悬式由 于簧下质量小，适用于快速和高速机车。架悬式牵引电动 机和转向架构架一起振动，与电枢轴上的小齿轮相啮合的 大齿轮也必须随构架振动，使大小齿轮的中心距保持不变。 把从动大齿轮上的力矩传到轮对的驱动装置上是架悬式的 关键技术。该驱动装置必须是弹性的，以适应转向架构架 相对于轮对各方向的振动位移。不同的电机悬挂方式，其 驱动装置也就不同，采用架悬式电机悬挂现有两种驱动形 式：
优点：牵引电动机半悬挂由于结构简单、工作可靠、制造容 易、成本低廉、维修方便等优点，在电传机车上得到广泛应 用。弹性轴悬式牵引电动机只要存在一点弹性，来自钢轨的 硬性冲击，经过弹性元件的缓冲，使抱轴承及牵引电动机的 垂向加速度大为减小，改善了牵引电动机的工作条件。牵引 电动机的力矩经弹性元件传至轮对，改善了牵引齿轮副的工 作条件。
❖ 单从垂向平稳性及减轻垂向动作用力的角度来讲，架悬 已较好地解决了这一问题，而体悬则可认为是进一步减小 横向动作用力的需要。
❖ 高速机车的运行速度超过200～250km/h时，为了减轻 转向架构架的质量，以提高转向架的蛇行稳定性，把牵引 电动机移至车体上，成为体悬挂方式。
❖ 抱轴轴承采用滑动支承比较简单，但其润滑和检查 都不太方便，故从50年代开始就改用滚动轴承。
❖ 至今曾采用的有圆柱滚子轴承、调心滚子轴承和圆锥滚子 轴承。
❖ 圆柱滚子轴承补脂周期长，按装与维护比较简单，特别是 用整体外壳时这一优点更能充分显现出来。
❖ 圆锥滚子轴承的安装刚度好，有利于保证齿轮的啮合精度， 但其装拆与轴向游隙的调整却比较困难。
❖ 1、刚性轴悬驱动装置： ❖ 刚性轴悬挂的结构是牵引电动机的一端经抱轴瓦或
滚动轴承刚性地支承在车轴的抱轴颈上——抱轴端； 另一端弹性地悬挂在转向架构架横梁上——悬挂端。
刚性轴悬式电机悬挂示意图
❖ 2、弹性轴悬驱动装置：
❖ 所谓弹性轴悬式驱动装置，即驱动装置一侧通 过装有橡胶关节的两个吊杆悬挂在构架横粱上（弹 性），在另一侧通过一简单的装有橡胶关节的悬挂 臂与构架横梁相连。由于吊杆足够长使得驱动装置 整体与构架间的横向刚度较小，解除了其一端的横 向约束，从而减少了簧间质量和转动惯量。
❖ 1、轮对空心轴两级弹性驱动 ❖ 有2个弹性联轴器
❖ SS7E型、SS8型及SS9型电力机车采用的是轮对空 心轴全悬挂方式。牵引电动机的两端均通过弹性吊 挂与转向架构架横梁相连，并在车轴上加上了一根 空心轴，其一端通过弹性元件（六连杆机构和橡胶 关节）与轮连接，另一端同样通过弹性元件与驱动 大齿轮连接。