第五章牽引驅(qū)動(dòng)與緩沖連接裝置

第五章牽引驅(qū)動(dòng)與緩沖連接裝置第一頁(yè)，共102頁(yè)。1.2.

第5章牽引驅(qū)動(dòng)裝置的安裝形式一．作用

將牽引電動(dòng)機(jī)的扭矩有效地轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)向架輪對(duì)轉(zhuǎn)矩， 利用輪軌的粘著機(jī)理，驅(qū)使車輛沿著鋼軌運(yùn)行。

(通過驅(qū)動(dòng)裝置將驅(qū)動(dòng)力傳遞給輪對(duì)產(chǎn)生牽引力）二．結(jié)構(gòu)形式

通常有軸懸式、架懸式和體懸式之分。而在城軌車輛 上通常采用如下形式：

軸懸式驅(qū)動(dòng) 電機(jī)空心軸架懸式驅(qū)動(dòng)牽引電動(dòng)機(jī)橫向布置牽引電動(dòng)機(jī)縱向布置輪對(duì)空心軸架懸式驅(qū)動(dòng)

撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)式架懸式驅(qū)動(dòng) 單電機(jī)彈性軸懸式驅(qū)動(dòng)

單電機(jī)架懸式驅(qū)動(dòng)(全彈性驅(qū)動(dòng))

對(duì)角配置的萬(wàn)向軸驅(qū)動(dòng)(架懸式)

第二頁(yè)，共102頁(yè)。第三頁(yè)，共102頁(yè)。3.牽引電動(dòng)機(jī)體懸式驅(qū)動(dòng)（略）其中：現(xiàn)代輕軌車輛和地鐵車輛轉(zhuǎn)向架大多采用撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)式架懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；而舊的輕軌車輛轉(zhuǎn)向架常常采用縱向布置的單電機(jī)架懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。軸懸式：電機(jī)一端支在車軸上，另一端尾部吊掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，電機(jī)與輪對(duì)無(wú)聯(lián)軸器，直接進(jìn)行力矩傳遞。此方式一系簧下重量大，只適用于低速。架懸式：電機(jī)全部懸掛在構(gòu)架上，電機(jī)重量屬于簧上部分。牽引電機(jī)與輪對(duì)之間需通過聯(lián)軸器傳遞力矩，適用于200km/h以下的高速動(dòng)車組。體懸式：電機(jī)全部或大部分懸掛在車體上，電機(jī)重量屬于二系以上。牽引電機(jī)與輪對(duì)之間需通過聯(lián)軸器傳遞力矩，適用于200km/h以上的高速動(dòng)車組。第四頁(yè)，共102頁(yè)。軸懸式電機(jī)一端支在車軸上，另一端尾部吊掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，電機(jī)與輪對(duì)無(wú)聯(lián)軸器，直接進(jìn)行力矩傳遞。此方式一系簧下重量大，只適用于低速。軸懸式第五頁(yè)，共102頁(yè)。架懸式電機(jī)全部懸掛在構(gòu)架上，電機(jī)重量屬于簧上部分。牽引電機(jī)與輪對(duì)之間需通過聯(lián)軸器傳遞力矩，適用于200km/h以下的高速動(dòng)車組。第六頁(yè)，共102頁(yè)。體懸式：電機(jī)全部或大部分懸掛在車體上，電機(jī)重量屬于二系以上。牽引電機(jī)與輪對(duì)之間需通過聯(lián)軸器傳遞力矩，適用于200km/h以上的高速動(dòng)車組。體懸式：以半體懸懸掛方式吊掛在車體和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，通過輪對(duì)空心軸六連桿彈性傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、單邊剛性直齒輪驅(qū)動(dòng)車輪。第七頁(yè)，共102頁(yè)。第八頁(yè)，共102頁(yè)。1.①三．牽引電機(jī)橫向布置——軸懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(剛性、彈性） 剛性軸懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

結(jié)構(gòu)原理圖（見下圖）

構(gòu)架 彈性吊掛 大齒輪輪對(duì)抱軸承剛性軸懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理圖

小齒輪牽引電機(jī)彈性吊掛 構(gòu)架車軸齒輪箱

30第九頁(yè)，共102頁(yè)。橫向安裝的牽引電機(jī)的抱軸承

第十頁(yè)，共102頁(yè)。③②特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢修方便；簧下死重量大——電機(jī)和驅(qū)動(dòng)齒輪箱的重量之半屬簧下死重量，輪軌間的動(dòng)作用力很大（且速度越高，輪軌動(dòng)作用力越大）；牽引電機(jī)、軸承和牽引齒輪等工作條件惡劣；由于其驅(qū)動(dòng)扭轉(zhuǎn)彈性很差，往往造成集電器過載甚至損壞。適用于：運(yùn)用速度較低的輕軌車輛（有軌電車），120km/h以下

31第十一頁(yè)，共102頁(yè)。2.彈性軸懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（160km/h以下） ①結(jié)構(gòu)

與剛性軸懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相 比，只是在車軸和電動(dòng)機(jī)六連桿機(jī)構(gòu)彈性橡膠關(guān)節(jié)牽引電動(dòng)機(jī) 彈性吊掛抱軸承間加了一根空心軸，而該空心軸兩端通過彈性元件（六連桿機(jī)構(gòu)及橡膠關(guān)節(jié)）與左右車輪相

抱軸承空心車軸構(gòu)架連。而大齒輪與空心軸固結(jié)在一起。②特點(diǎn)彈性軸懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖車軸齒輪箱 小齒輪 大齒輪與剛性軸懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)基本相同，只是輪軌動(dòng)作用力經(jīng)彈性元件緩沖后再傳給齒輪和電動(dòng)機(jī)，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。

32由于空心軸彈性聯(lián)軸器偏心轉(zhuǎn)動(dòng)，易帶來(lái)附加垂向動(dòng)載荷，對(duì)于高速運(yùn)行存在弊病。第十二頁(yè)，共102頁(yè)。彈性聯(lián)軸器（橡膠柱銷套六連桿結(jié)構(gòu)）第十三頁(yè)，共102頁(yè)。①四．牽引電機(jī)橫向布置——架懸式驅(qū)動(dòng)裝置1.撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)架懸式驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)原理圖（見下圖）牽引電機(jī)懸吊牽引電動(dòng)機(jī)橫向布置——撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)架懸式驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)原理圖33第十四頁(yè)，共102頁(yè)。撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)架懸式驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖驅(qū)動(dòng)輪對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)構(gòu)架齒輪箱吊掛牽引齒輪箱

WN

聯(lián)軸節(jié)牽引電機(jī)懸掛

34第十五頁(yè)，共102頁(yè)。撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)架懸式驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)圖連接構(gòu)架齒輪箱安全索連接構(gòu)架彈性吊桿安全凸緣聯(lián)軸節(jié)電動(dòng)機(jī)速度牽引電動(dòng)機(jī)（安裝在構(gòu)架）傳感器35第十六頁(yè)，共102頁(yè)。深圳地鐵一號(hào)線長(zhǎng)客車輛轉(zhuǎn)向架驅(qū)動(dòng)裝置36第十七頁(yè)，共102頁(yè)。深圳地鐵一號(hào)線株機(jī)車輛轉(zhuǎn)向架驅(qū)動(dòng)裝置37第十八頁(yè)，共102頁(yè)。驅(qū)動(dòng)裝置中的聯(lián)軸器所起的基本作用為：1）同心軸間力矩傳遞；2）適應(yīng)軸間的徑向、軸向及偏角三向變位；3）提供驅(qū)動(dòng)軸系必要的彈性，以降低傳動(dòng)噪聲；4）為驅(qū)動(dòng)裝置總成的裝配帶來(lái)便利。第十九頁(yè)，共102頁(yè)。

可實(shí)現(xiàn)電機(jī)輸出軸相對(duì)于（?。X輪輸入軸間的相互跳動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)很靈活，運(yùn)動(dòng)阻力很小，同時(shí)能平順傳遞電機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩。在運(yùn)動(dòng)過程中，兩個(gè)外筒就像“樹葉一樣”漂浮在半聯(lián)軸節(jié)的齒頂上——這就是“浮動(dòng)”一詞的來(lái)歷。同時(shí)電機(jī)輸出軸和齒輪輸入軸間除傳遞扭矩之外也沒有任何約束，再加上中間隔板兩邊設(shè)有彈簧或橡膠，屬于“撓性”連接。其運(yùn)動(dòng)范圍為：結(jié)構(gòu)：由半聯(lián)軸節(jié)（外齒軸套）、外筒（內(nèi)齒套筒）和中間隔板等組成。半聯(lián)軸節(jié)的外齒和外筒的內(nèi)齒始終相互嚙合,傳遞驅(qū)動(dòng)扭矩。運(yùn)動(dòng)：徑向跳動(dòng)量最大值約12mm；軸向跳動(dòng)量最大值約10mm。38撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)12第二十頁(yè)，共102頁(yè)。WN39聯(lián)軸節(jié)的具體結(jié)構(gòu)pinion半聯(lián)軸節(jié) （外齒軸套）

Sleeve外筒（內(nèi)齒套筒）中間隔板第二十一頁(yè)，共102頁(yè)。第二十二頁(yè)，共102頁(yè)。第二十三頁(yè)，共102頁(yè)。②運(yùn)動(dòng)分析40第二十四頁(yè)，共102頁(yè)。具體結(jié)構(gòu)剖視圖齒形剖面——鼓形齒41第二十五頁(yè)，共102頁(yè)。③特點(diǎn)簧下死重量?。姍C(jī)重量全部懸掛于構(gòu)架橫梁上成為簧上重量，但牽引齒輪和齒輪箱之重量的一半仍然屬于簧下死重量），減小了輪軌間的動(dòng)作用力；同時(shí)大大改善了牽引電動(dòng)機(jī)的工作條件；但牽引齒輪的工作條件并未得到改善；且與剛性軸懸式驅(qū)動(dòng)裝置相比，結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，但與其它架懸式結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單得多。42第二十六頁(yè)，共102頁(yè)。鼓形齒聯(lián)軸器特點(diǎn)：鼓形齒聯(lián)軸器的外齒軸套可在內(nèi)齒外套內(nèi)軸向浮動(dòng)，在電機(jī)軸伸和小齒輪軸伸間留有間隙，以適應(yīng)電機(jī)和車軸間相對(duì)的橫向變位。因采用的是鼓形齒，外齒軸套可在內(nèi)齒外套內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)偏角，故電機(jī)軸線和車軸軸線間的相對(duì)偏角變位可得到補(bǔ)償。2軸間的徑向變位補(bǔ)償，也是通過內(nèi)外齒套間的轉(zhuǎn)動(dòng)偏角來(lái)實(shí)現(xiàn)。齒形剖面——鼓形齒第二十七頁(yè)，共102頁(yè)。鼓形齒聯(lián)軸器缺點(diǎn)：剛性大，無(wú)彈性，不能減振、緩沖；齒面存在摩擦和磨損，壽命有限；傳動(dòng)噪聲大；需要加注潤(rùn)滑油，增加了污染的環(huán)節(jié)；傳動(dòng)周向間隙(齒間)較大，易產(chǎn)生脈動(dòng)沖擊；、頻繁換向的適應(yīng)性差。齒輪嚙合的缺點(diǎn)。第二十八頁(yè)，共102頁(yè)。

補(bǔ)充：TD撓性板式聯(lián)軸節(jié)架懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理和工作特點(diǎn)與撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)架懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)基本相同，只是由TD撓性板結(jié)構(gòu)代替半聯(lián)軸節(jié)（外齒）和外筒（內(nèi)齒）結(jié)構(gòu)來(lái)傳遞扭矩，同時(shí)補(bǔ)償電機(jī)輸出軸相對(duì)于（?。X輪輸入軸間的相互跳動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。固定側(cè)連接器中間偶連器固定側(cè)連接器43第二十九頁(yè)，共102頁(yè)。優(yōu)點(diǎn)：1.沒有磨損；2.無(wú)需潤(rùn)滑（免維護(hù)）。TD——TwinDisk撓性彈簧板TD撓性板式聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)44第三十頁(yè)，共102頁(yè)。第三十一頁(yè)，共102頁(yè)。TD撓性聯(lián)軸器TD撓性聯(lián)軸器屬于金屬撓性板聯(lián)軸器，目前在國(guó)內(nèi)主要用在北京地鐵復(fù)八線車輛上。它主要通過金屬?gòu)椥阅て瑏?lái)實(shí)現(xiàn)減振和角向、軸向、徑向變位補(bǔ)償。TD撓性聯(lián)軸器的核心部件是金屬撓性板。它采用若干數(shù)量的方形框金屬膜片疊合方式構(gòu)成。在螺栓連接部位增加2片短直角形膜片，以增強(qiáng)局部強(qiáng)度。第三十二頁(yè)，共102頁(yè)。TD撓性聯(lián)軸器特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需潤(rùn)滑，減振好，噪聲低，免維護(hù)。缺點(diǎn)：TD撓性聯(lián)軸器工作時(shí)金屬膜片受力比較復(fù)雜。驅(qū)動(dòng)力矩使膜片產(chǎn)生拉壓應(yīng)力，三向變位補(bǔ)償產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和高頻循環(huán)疲勞應(yīng)力。膜片材料的力學(xué)性能要求非同一般，需采用抗高頻循環(huán)疲勞、耐銹蝕、高彈性的特殊金屬薄片材料。目前國(guó)內(nèi)難以生產(chǎn)TD撓性聯(lián)軸器，主要受到特殊金屬薄片材料關(guān)鍵技術(shù)的限制。根據(jù)分析結(jié)果和相關(guān)資料，金屬膜片要求的抗拉強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到1200MPa，同時(shí)其疲勞強(qiáng)度應(yīng)在500～60OMPa，目前國(guó)內(nèi)材料和熱處理工藝難以實(shí)現(xiàn)。第三十三頁(yè)，共102頁(yè)。2.輪對(duì)空心軸架懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

①結(jié)構(gòu)彈性橡膠關(guān)節(jié)牽引電動(dòng)機(jī) 短吊掛牽引電動(dòng)機(jī)的兩端均通過長(zhǎng)、短吊掛與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁或端梁六連桿機(jī)構(gòu)相連，并在車軸上加內(nèi)空心軸外空心軸上了一根空心軸，其長(zhǎng)吊掛構(gòu)架一端通過彈性元件滾動(dòng)軸承（六連桿機(jī)構(gòu)和橡膠關(guān)節(jié)）與車輪連接，輪對(duì)空心軸架懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖

DF11和SS9準(zhǔn)高速機(jī)車均采用輪

對(duì)空心軸架懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)車軸齒輪箱小齒輪大齒輪另一端同樣通過彈性元件與驅(qū)動(dòng)大齒輪連接。而外空心軸和齒輪箱與牽引電動(dòng)機(jī)連成一體，全部吊掛在構(gòu)架上稱為簧上重量。

第三十四頁(yè)，共102頁(yè)。②驅(qū)動(dòng)力矩的傳遞過程由牽引電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩經(jīng)輸出軸→小齒輪→大齒輪→傳動(dòng)銷→左側(cè)彈性元件和六連桿機(jī)構(gòu)→內(nèi)空心軸→右側(cè)彈性元件和六連桿機(jī)構(gòu)→傳動(dòng)銷→右側(cè)車輪→車軸→左側(cè)車輪。③特點(diǎn)a)簧下死重量?。妱?dòng)機(jī)懸掛在構(gòu)架上，牽引電機(jī)、牽

引齒輪和齒輪箱等全部重量均為簧上重量，可最大限 度地減輕簧下死重量），減小了輪軌動(dòng)作用力；b)改善了牽引電動(dòng)機(jī)及牽引齒輪的工作條件；c)具有足夠的徑向扭轉(zhuǎn)剛度，可避免驅(qū)動(dòng)裝置牽引時(shí)的粘—滑振動(dòng)；d)該系統(tǒng)的軸向、縱向和垂向剛度很小，能很好滿足輪對(duì)相對(duì)于系統(tǒng)的各向運(yùn)動(dòng)；e)機(jī)車起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)能先于輪對(duì)轉(zhuǎn)過一微小角度，改善了牽引電機(jī)啟動(dòng)換向條件。但是，f)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，維修困難；g)連桿結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的離心力會(huì)使車輪載荷不穩(wěn)定。46第三十五頁(yè)，共102頁(yè)。3.電機(jī)空心軸架懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) ①結(jié)構(gòu)

牽引電動(dòng)機(jī)的兩端均通彈性吊掛齒形聯(lián)軸器彈性扭軸牽引電動(dòng)機(jī)彈性吊掛過彈性吊掛與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁相連，但在電機(jī)內(nèi)部將轉(zhuǎn)子鐵芯挖空，并通過齒形聯(lián)軸器將扭滾動(dòng)軸承

電機(jī)空心軸架懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖構(gòu)架彈性聯(lián)軸節(jié)彈性吊掛小齒輪車軸齒輪箱大齒輪矩傳給彈性扭軸，再通過彈性聯(lián)軸節(jié)與驅(qū)動(dòng)小齒輪連接。但車軸齒輪箱一端仍然通過抱軸承與車軸相連，另一端通過彈性吊掛與構(gòu)架相連（與軸懸式類似）。

47第三十六頁(yè)，共102頁(yè)。②特點(diǎn)a)簧下死重量較?。妱?dòng)機(jī)懸掛在構(gòu)架上，全部重量均為簧上重量。但齒輪箱的重量之一半仍然懸掛在軸上，屬簧下死重量），減小了輪軌動(dòng)作用力；b)改善了牽引電動(dòng)機(jī)的工作條件，但牽引齒輪的工作條件與軸懸式相同并未有所改善；c)但，彈性扭軸的柔性很大，使得整個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的彈性太軟，容易使輪對(duì)在驅(qū)動(dòng)過程中產(chǎn)生粘—滑振動(dòng)（致命弱點(diǎn)，SS5機(jī)車就因?yàn)椴捎迷擈?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而產(chǎn)生嚴(yán)重的粘—滑振動(dòng)）；d)且，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，維修困難。48第三十七頁(yè)，共102頁(yè)。1.2.

軸懸式驅(qū)動(dòng) 電機(jī)空心軸架懸式驅(qū)動(dòng)牽引電動(dòng)機(jī)橫向布置牽引電動(dòng)機(jī)縱向布置輪對(duì)空心軸架懸式驅(qū)動(dòng)

撓性浮動(dòng)齒式聯(lián)軸節(jié)式架懸式驅(qū)動(dòng) 單電機(jī)彈性軸懸式驅(qū)動(dòng)

單電機(jī)架懸式驅(qū)動(dòng)(全彈性驅(qū)動(dòng))

對(duì)角配置的萬(wàn)向軸驅(qū)動(dòng)(架懸式)

第三十八頁(yè)，共102頁(yè)。3.為什么采用單電機(jī)縱向布置呢？因?yàn)椋孩俎D(zhuǎn)向架軸距短（一般輕軌車輛轉(zhuǎn)向架軸距在1900～2100mm間），主要為了適應(yīng)輕軌車輛通過很小的曲線半徑要求；②直流牽引電動(dòng)機(jī)體積大若采用兩臺(tái)橫向布置的直流牽引電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩根動(dòng)軸，則受軸距限制的轉(zhuǎn)向架中可利用的空間有限，還要在車軸上布置制動(dòng)盤，因此牽引電動(dòng)機(jī)的功率只能限于50～

60kW，顯然不能滿足一般輕軌車輛單軸電動(dòng)機(jī)功率為100kW左右的要求。52第三十九頁(yè)，共102頁(yè)。

五．牽引電機(jī)縱向布置——單電機(jī)架懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)原理圖（見 右圖）

牽引電動(dòng)機(jī)與齒輪 減速箱連成一體完 全彈性地懸掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的橫梁上，電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸經(jīng)減速齒輪（錐齒輪）懸掛在構(gòu)架上橡膠彈性關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)空心軸，再經(jīng)橡膠連桿機(jī)構(gòu)（即聯(lián)軸器）將扭矩傳遞給輪對(duì)。

49第四十頁(yè)，共102頁(yè)。2.特點(diǎn)①可較大地縮短軸距；②兩輪對(duì)由同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)——成組驅(qū)動(dòng)，可有效避免輪對(duì)空轉(zhuǎn)打滑；③可最大限度地減輕簧下死重量（電機(jī)和齒輪箱等全部 為簧上重量），能明顯改善電機(jī)及齒輪的工作條件；④但，兩輪對(duì)的直徑差對(duì)運(yùn)行阻力和輪軌磨耗影響較大 （因?yàn)檗D(zhuǎn)向架內(nèi)的兩個(gè)輪對(duì)被機(jī)械聯(lián)結(jié)在一起，轉(zhuǎn)動(dòng) 角速度相同），因此必須嚴(yán)格控制各車輪的輪徑差。50第四十一頁(yè)，共102頁(yè)。六．對(duì)角配置的萬(wàn)向軸架懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)原理（見圖）齒輪箱彈 性吊掛

53第四十二頁(yè)，共102頁(yè)。萬(wàn)向軸連接器第四十三頁(yè)，共102頁(yè)。2.特點(diǎn)①兩牽引電動(dòng)機(jī)對(duì)角全懸掛于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的橫梁上，可減小輪軌間的動(dòng)作用力；②通過萬(wàn)向軸傳遞牽引電動(dòng)機(jī)與齒輪傳動(dòng)裝置間的扭矩；③齒輪箱一端彈性懸掛于構(gòu)架的端梁，另一端抱在輪對(duì)車軸上（與剛性軸懸式驅(qū)動(dòng)裝置相同）。54第四十四頁(yè)，共102頁(yè)。七．牽引電動(dòng)機(jī)體懸式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)原理（見圖）有多種結(jié)構(gòu)形式，此僅為其中一種。55第四十五頁(yè)，共102頁(yè)。2.特點(diǎn)①牽引電動(dòng)機(jī)完全放置于（懸掛于）車體之上，可進(jìn)一 步減輕轉(zhuǎn)向架質(zhì)量（即所謂簧間質(zhì)量，特別是能夠減 輕轉(zhuǎn)向架的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量），提高轉(zhuǎn)向架高速運(yùn)行時(shí) 的平穩(wěn)性和穩(wěn)定性；②通過萬(wàn)向軸傳遞牽引電動(dòng)機(jī)與齒輪傳動(dòng)裝置（輪對(duì)）間的扭矩；③齒輪箱一端彈性懸掛于構(gòu)架的側(cè)梁，另一端抱在輪對(duì)車軸上（與剛性軸懸式驅(qū)動(dòng)裝置相似）。56第四十六頁(yè)，共102頁(yè)。第四十七頁(yè)，共102頁(yè)。第四十八頁(yè)，共102頁(yè)。第四節(jié)城軌車輛車鉤緩沖裝置§1車鉤緩沖裝置的用途、組成及分類§2城軌車輛車鉤緩沖裝置的幾種典型結(jié)構(gòu)1車鉤連接車鉤分離第四十九頁(yè)，共102頁(yè)。思考題：1）密接式車鉤有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？與一般車鉤有何區(qū)別？2）緩沖器的功能和原理是什么？其容量如何確定？3）試述軌道車輛緩沖器的主要類型及其特點(diǎn)。第五十頁(yè)，共102頁(yè)。§1車鉤緩沖裝置的作用、組成及分類1.作用用來(lái)連接列車中各車輛使之彼此保持一定的距離，并且傳遞和緩和列車在運(yùn)行中或在調(diào)車時(shí)所產(chǎn)生的縱向力或沖擊力。2.組成車鉤（亦稱牽引連掛裝置）——用來(lái)保證動(dòng)車和車輛彼此連接，并且傳遞拉伸力（牽引力）。緩沖裝置——用來(lái)傳遞和緩沖壓縮力，并且使車輛彼此之間保持一定的距離。3.分類按照牽引連掛裝置的連接方式，可分為自動(dòng)車鉤和非自動(dòng)車鉤。自動(dòng)車鉤不需要人工參與就能實(shí)現(xiàn)連接，而非自動(dòng)車鉤則要有人工完成車輛之間的連接。自動(dòng)車鉤又可分為兩種基本類型：非剛性車鉤和剛性車鉤。我國(guó)鐵路一般客、貨車均采用非剛性的自動(dòng)車鉤，對(duì)于高速列車和城市軌道交通車輛則應(yīng)采用剛性的自動(dòng)車鉤（即密接式車鉤）。第五十一頁(yè)，共102頁(yè)。非剛性車鉤允許兩個(gè)相連接的車鉤鉤體在垂直方向上有相對(duì)位移。剛性車鉤，也稱為密接式車鉤，它的連接不允許兩連掛車鉤存在相對(duì)位移，而且對(duì)前后的間隙要求應(yīng)限制在很小的范圍之內(nèi)。如呈傾斜狀態(tài)。第五十二頁(yè)，共102頁(yè)。非剛性車鉤(一般客、貨車)1)簡(jiǎn)化了兩車鉤縱向中心線高度偏差較大的車輛相互連掛的條件（例如，空車和重車）2)車鉤強(qiáng)度大。3)不需要復(fù)雜的鉤尾銷連接結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的對(duì)心裝置。4)車鉤鉤體的結(jié)構(gòu)和鑄造工藝較為簡(jiǎn)單。第五十三頁(yè)，共102頁(yè)。一．車鉤緩沖裝置的結(jié)構(gòu)組成3第五十四頁(yè)，共102頁(yè)。自動(dòng)車鉤結(jié)構(gòu)4車鉤拆裝(2)車鉤拆裝(1)開口銷（1），（2）第五十五頁(yè)，共102頁(yè)。三．車鉤的三態(tài)作用下鎖銷鉤舌鉤鎖鐵 鉤舌推鐵 下鎖銷桿鉤鎖鐵擋住鉤舌

連掛后位置鉤鎖鐵讓開鉤舌

摘掛位置鉤鎖鐵完全張開 且不落下

準(zhǔn)備掛鉤6第五十六頁(yè)，共102頁(yè)。二．車鉤作用力的傳遞過程

當(dāng)車輛受拉時(shí)，作用力的 傳遞過程為： 車鉤→鉤尾銷→鉤尾框→ 后從板→緩沖器→前從板→ 前從板座→牽引梁；車鉤鉤尾銷鉤尾框牽引梁當(dāng)車輛受壓（沖擊）時(shí)，作用力的傳遞過程為：車鉤→鉤尾銷→鉤尾框→前從板→緩沖器→后從板→前從板后從板 緩沖器后從板座→牽引梁。

5第五十七頁(yè)，共102頁(yè)。四．緩沖裝置（器）結(jié)構(gòu)1.緩沖器的工作原理

借助于壓縮彈性元件來(lái)緩和沖 擊作用力，同時(shí)在彈性元件變 形過程中利用摩擦和阻尼來(lái)吸 收沖擊能量。2.緩沖器的類型彈簧式緩沖器、摩擦式緩沖器、 橡膠緩沖器、摩擦橡膠式緩沖 器、粘彈性橡膠泥緩沖器、液 壓緩沖器及空氣緩沖器等。

目前使用最廣泛的為摩擦式緩 沖器和摩擦橡膠式緩沖器。7第五十八頁(yè)，共102頁(yè)。3.緩沖器的性能參數(shù)緩沖器的性能直接影響列車的牽引總重、運(yùn)行速度、車輛的總重、編組作業(yè)效率和列車運(yùn)行平穩(wěn)性等涉及鐵路運(yùn)輸效能的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。決定緩沖器特性的主要參數(shù)是：緩沖器的行程、最大作用力、容量及能量吸收率等。①行程：緩沖器受力后產(chǎn)生的最大變形稱為行程。此時(shí)彈 性元件處于全壓縮狀態(tài)，如果再加大外力，變形量也不 會(huì)再增加。②最大作用力：緩沖器產(chǎn)生的最大變形時(shí)所對(duì)應(yīng)的作用外力。③容量：緩沖器在全壓縮過程中，作用力在其行程上所作 的功的總和稱為容量。它是衡量緩沖器能量大小的主要 指標(biāo)，如果容量太小，則當(dāng)沖擊力較大時(shí)就會(huì)使緩沖器 全壓縮而導(dǎo)致車輛剛性沖擊。8第五十九頁(yè)，共102頁(yè)。④初壓力：緩沖器的靜預(yù)壓力。初壓力的大小將影響列車的起動(dòng)加速度。⑤能量吸收率：緩沖器在全壓縮過程中，有一部分能量被 阻尼所消耗，其所消耗部分的能量與緩沖器容量之比稱

為能量吸收率。能量吸收率愈大，則表明緩沖器吸收沖

擊能量的能力愈大，反沖作用就愈小，否則，緩沖器必 須往復(fù)工作幾次才能將沖擊能量消耗盡，這將導(dǎo)致車鉤、 車底架過早疲勞損傷，并且加劇列車縱向沖動(dòng)。

一般要求緩沖器能量吸收率不低于70%。9第六十頁(yè)，共102頁(yè)。剛性車鉤（城軌車輛及高速動(dòng)車組）密接式車鉤1)減小了兩個(gè)車鉤連接表面之間的間隙，從而降低了列車中的縱向力，提高了列車運(yùn)行的平穩(wěn)性。2)由于車鉤零件的位移減小了，并且在這些零件上作用的力也減小了，因此改善了自動(dòng)車鉤內(nèi)部零件的工作條件。3)減小了車鉤連接表面的磨耗。4)減小了由于兩連掛車鉤相互沖擊而產(chǎn)生的噪聲，這對(duì)于城市軌道車輛和客車尤為重要。5)避免在意外撞車事故時(shí)，發(fā)生一個(gè)車輛爬到另一個(gè)車輛上的危險(xiǎn)。第六十一頁(yè)，共102頁(yè)。§2城軌車輛車鉤緩沖裝置的幾種典型結(jié)構(gòu)對(duì)于高速列車和城軌車輛的車鉤緩沖裝置常采用機(jī)械、氣路、電路均能同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連接的密接式車鉤。這種車鉤屬于剛性自動(dòng)車鉤，它要求在兩車鉤連接后，其間沒有上下和左右的移動(dòng)，而且縱向間隙也限制在很小的范圍內(nèi)（約1～2mm）。這對(duì)提高列車運(yùn)行平穩(wěn)性、降低車鉤零部件的磨耗和噪聲均有重要意義。國(guó)內(nèi)外常見的密接式車鉤有三種結(jié)構(gòu)形式：1.日本新干線高速列車上所采用的柴田式密接式車鉤，我國(guó)北京地鐵車輛的車鉤即屬此列；2.常見于歐洲國(guó)家所制造的地鐵、輕軌及高速車輛上的Schafenberg型（亦稱沙庫(kù)）密接式車鉤，德國(guó)制造的上海地鐵車輛亦采用這種車鉤；3.德國(guó)的BSI-COMPACT型密接式車鉤。10第六十二頁(yè)，共102頁(yè)。第六十三頁(yè)，共102頁(yè)。一．北京地鐵的密接式車鉤11第六十四頁(yè)，共102頁(yè)。第六十五頁(yè)，共102頁(yè)。柴田式車鉤工作原理連掛前狀態(tài)鉤頭鉤舌解鉤桿彈簧連掛中狀態(tài)連掛后狀態(tài)閉鎖后狀態(tài)12第六十六頁(yè)，共102頁(yè)。解鉤前狀態(tài)解鉤過程解鉤狀態(tài)解鉤后狀態(tài)解鉤過程詳細(xì)說(shuō)明

13第六十七頁(yè)，共102頁(yè)。柴田式車鉤第六十八頁(yè)，共102頁(yè)。二．上海地鐵的密接式車鉤（沙庫(kù)）緩沖裝置14全自動(dòng)車鉤(1)全自動(dòng)車鉤(2)第六十九頁(yè)，共102頁(yè)。第七十頁(yè)，共102頁(yè)。15沙庫(kù)車鉤有三種類型：全自動(dòng)車鉤、半自動(dòng)車鉤和半永久性車鉤。全自動(dòng)車鉤：實(shí)現(xiàn)機(jī)械、氣路和電路的自動(dòng)連接。半自動(dòng)車鉤：機(jī)械、氣路自動(dòng)連接，但電路需人工手動(dòng)連接。半永久性車鉤的機(jī)械、氣路、電路的連接都需要人工手動(dòng)操作，一般只有在架修、大修時(shí)才能分解。第七十一頁(yè)，共102頁(yè)。16第七十二頁(yè)，共102頁(yè)。第七十三頁(yè)，共102頁(yè)。第七十四頁(yè)，共102頁(yè)。沙庫(kù)車鉤工作原理17第七十五頁(yè)，共102頁(yè)。第七十六頁(yè)，共102頁(yè)。沙庫(kù)車鉤工作原理第七十七頁(yè)，共102頁(yè)。18第七十八頁(yè)，共102頁(yè)。19第七十九頁(yè)，共102頁(yè)。16第八十頁(yè)，共102頁(yè)。20第八十一頁(yè)，共102頁(yè)。第八十二頁(yè)，共102頁(yè)。第八十三頁(yè)，共102頁(yè)。第八十四頁(yè)，共102頁(yè)。北京地鐵的密接式車鉤上海地鐵的密接式車鉤CRH5車鉤掛鉤CRH5車鉤前罩第八十五頁(yè)，共102頁(yè)。三．BSI-COMPACT型密接式車鉤21德國(guó)的BSI-COMPACT型密接式車鉤主要用于歐洲、巴西等國(guó)的地鐵、輕軌車輛和城郊列車上。第八十六頁(yè)，共102頁(yè)。BSI-COMPACT型密接式車鉤作用原理22第八十七頁(yè)，共102頁(yè)。兩鉤連掛時(shí)，兩鉤的鎖栓側(cè)面相互擠壓，壓縮各自的彈簧，直至兩鎖栓的鼻子彼此咬合。第八十八頁(yè)，共102頁(yè)。兩鎖栓的鼻子咬合后，彈簧回復(fù)原位，達(dá)到連掛閉鎖位。第八十九頁(yè)，共102頁(yè)。兩鉤分解時(shí)，扳動(dòng)鉤頭上方手柄或操縱解鉤風(fēng)缸，使一個(gè)鉤的鎖栓要一直回拉到另一個(gè)鉤的鎖栓能夠脫開為止。或者同時(shí)操作兩鉤的鎖栓使之脫開。第九十頁(yè)，共102頁(yè)。半永久牽引桿（棒式車鉤）除了上述3種常見的密接式車鉤外，還有一種半永久牽引桿。通常使用在由若干輛動(dòng)車和拖車組成的一個(gè)比較獨(dú)立的單元內(nèi)。它兩端分別通過剛性銷與車體底架相連接，桿內(nèi)有橡膠塊作為彈性緩沖元件，起到一定的緩沖減振作用。第九十一頁(yè)，共102頁(yè)。半永久牽引桿(棒式車鉤)半自動(dòng)車鉤和緩沖器23車鉤上主要是三個(gè)部分需要連接，機(jī)械連接、電子連接和氣路連接。全自動(dòng)車鉤就是這三個(gè)部分全部自動(dòng)連接，不需要人工去幫助連接。半自動(dòng)車鉤是機(jī)械連接、氣路連接與全自動(dòng)車鉤相同，為自動(dòng)連接。而電子連接需要人工操作。第九十二