機(jī)車傳動及電機(jī)懸掛裝置的結(jié)構(gòu)、性能分析比較

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1、 機(jī)車傳動及電機(jī)懸掛裝置的結(jié)構(gòu)、性能分析比較 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè) 班 級： 鐵道機(jī)車車輛 指 導(dǎo) 教 師： 西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘 要 電力機(jī)車的傳動及電機(jī)懸掛裝置的結(jié)構(gòu)、性能不斷的提高，推動了鐵路行業(yè)的不斷提高，并在安全方面很重要。本文介紹了3種電機(jī)懸掛方式及2種齒輪傳動方式，并對其特點、結(jié)構(gòu)和性能

2、進(jìn)行了全面的分析比較。牽引電動機(jī)懸掛方式對動力學(xué)性能的影響。齒輪的嚙合條件差，齒輪磨耗大，傳動沖擊大，對牽引電動機(jī)不利。所以電力機(jī)車的傳動及電機(jī)懸掛裝結(jié)構(gòu)和性能對整臺機(jī)車的安全起著重要作用。 關(guān)鍵詞：齒輪傳動；電機(jī)分析；懸掛裝置 - I - 目 錄 摘 要 I 引 言 1 1電力機(jī)車 2 1.1電力牽引概述 2 1.2 鐵路牽引動力 3 1.3電力牽引的優(yōu)越性 4 1.4電力機(jī)車的發(fā)展 5 2 電力機(jī)車傳動 9 2.1機(jī)車傳動 9 2.2齒輪傳動的分類和比較 9 2.3 齒輪傳動的特點 10 3 電機(jī)懸掛裝置的分類和比較 12 3.1電

3、機(jī)懸掛裝置的分類分析 12 3.2電機(jī)懸掛的比較分析 15 4 傳動及電機(jī)懸掛裝置的特性 23 5 牽引電動機(jī)與齒輪箱的檢修 26 5.1 牽引電動機(jī)懸掛裝置檢修 26 5.2 齒輪箱的檢修 26 結(jié) 論 28 致 謝 29 參 考 文 獻(xiàn) 30 - III - 西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 引 言 隨著我們國家經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，國內(nèi)鐵路不斷的創(chuàng)新和改革，對于電力機(jī)車的要求也有所提高。對于電機(jī)機(jī)車的傳動及電機(jī)懸掛裝置的要求更加嚴(yán)格。 電機(jī)機(jī)車的傳動及電機(jī)懸掛裝置是電力機(jī)車的重要組成部分。齒輪傳動裝置是電機(jī)機(jī)車的動力裝置。齒輪

4、傳動分為單齒輪傳動和雙齒輪傳動，由于齒輪傳動平穩(wěn)，傳動比精確，效率高，壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大，所以其在結(jié)構(gòu)、性能進(jìn)行了分析比較。電機(jī)懸掛裝置的電機(jī)懸掛方式和傳動裝置有著不可分割的關(guān)系.不同的電機(jī)懸掛方式，傳動裝置也不同。目前牽引電動機(jī)的懸掛方式大致可分為軸懸式，架懸式，體懸式三類.為進(jìn)一步改善機(jī)車的動力學(xué)性能，通常把牽引電動機(jī)懸掛在車體的底部，使其成為二系彈簧以上的重量。 1電力機(jī)車 1.1電力牽引概述 1.1.1電力牽引定義 電力機(jī)車或動車的牽引電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動鐵路列車、電動車組和城市軌道交通電動車輛組運(yùn)行。主要由電源、牽引變電所、接觸網(wǎng)（接觸軌

5、）、軌道回路和電力機(jī)車、動車組等環(huán)節(jié)構(gòu)成的系統(tǒng)以實現(xiàn)電力牽引。 1.1.2電力牽引分類 電力牽引按照向電力機(jī)車、動車組供電的電流性質(zhì)不同，分為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率（50 Hz或60 Hz）單相交流制，簡稱工頻單相交流制，是20kV，25 kV，低于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率的低頻（一般為16 2/3 Hz）單相交流制，電壓為110kV，15 kV和直流制，電壓為 600，750，1 500，3 000 V等4 種類型（該分類不適用于磁浮鐵路）。按照應(yīng)用領(lǐng)域，則區(qū)分為干線線路電力牽引、工礦運(yùn)輸電力牽引、城市軌道交通電力牽引（地下鐵道與輕軌交通）和城市有軌電車等。各種電流制的電力牽引供電系統(tǒng)和電力機(jī)車、動車的設(shè)備

6、有較大差別。 1.1.3技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性 電力牽引相對于內(nèi)燃機(jī)為動力的內(nèi)燃牽引（內(nèi)燃機(jī)車、城市公交汽車）和蒸汽機(jī)為動力的蒸汽機(jī)車牽引，具有下述一系列優(yōu)點： ①電力牽引為非自給式牽引動力。機(jī)車本身不帶燃料和原動機(jī)。由大容量電力系統(tǒng)供電，機(jī)車或動車總功率大且自身重量相對較輕，具有起動和加速快、牽引力特特點，能滿足鐵路和城市現(xiàn)代交通運(yùn)輸對高速、快速、重載和大運(yùn)輸能力的需要。 ②電力牽引的總功效（作功效率）最高，可顯著節(jié)省能源降低運(yùn)營成本。由于電能在發(fā)電廠（站）集中生產(chǎn)，采用高溫、高壓、大功率機(jī)組的火力發(fā)電廠構(gòu)成的電力系統(tǒng)供電，電力牽引的總功效為27%～28%；由水力發(fā)電站構(gòu)成的電力系統(tǒng)供電時，

7、電力牽引的總功效可達(dá)57%～58 %。而內(nèi)燃牽引和蒸汽機(jī)車牽引的總功效，分別為22% 和6%，公交汽車運(yùn)輸?shù)目偣πc內(nèi)燃牽引相當(dāng)或稍低，且都要使用優(yōu)質(zhì)燃料（柴、汽油和優(yōu)質(zhì)煤）。據(jù)統(tǒng)計，鐵路電力牽引的平均單位消耗（標(biāo)準(zhǔn)燃料公斤/萬噸公里），比內(nèi)燃牽引和蒸汽機(jī)車牽引分別低13.0% 和67%，因而，電力牽引的運(yùn)營成本較低。 ③電力牽引列車和車輛噪聲小，不排出廢氣和有害氣體，有利于環(huán)境保護(hù)。城市軌道交通電力牽引采用地下建筑或高架結(jié)構(gòu)，運(yùn)輸快捷、靈活、安全?？上鞘薪煌ㄗ枞麪顩r、改善生活空間。 ④電力牽引各主要組成環(huán)節(jié)均為獨立電氣系統(tǒng)，且又連成整體，它們與電子技術(shù)和計算機(jī)控制手段相結(jié)合，易于實現(xiàn)

8、全面自動化和信息化，為鐵路和城市交通的技術(shù)進(jìn)步、勞動生產(chǎn)率的極大提高，提供了廣闊的發(fā)展前景。 1.1.4電力牽引存在的缺陷 主要是增加了供電系統(tǒng)裝置，使其一次投資費(fèi)用按其他牽引動力形式要高些。另外，交流制整流器電力機(jī)車和動車產(chǎn)生高次諧波和負(fù)序電流，對電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有一定影響；諧波的存在和高壓接觸網(wǎng)及其回流網(wǎng)絡(luò)的不對稱，對沿線平行接近的電信線路將產(chǎn)生干擾電壓，影響通信質(zhì)量和人身安全；直流電力機(jī)車和動車負(fù)荷在回流時存在迷散電流，對地下金屬管道和地下建筑物形成腐蝕作用，都需采取有效措施進(jìn)行防護(hù)和限制。 1.1.5在鐵路和城市交通現(xiàn)代化中的地位和作用 20世紀(jì)50年代，由于二次世

9、界大戰(zhàn)后百廢俱興，在世界范圍掀起了鐵路牽引動力技術(shù)改革的浪潮，電力牽引首先在歐洲、前蘇聯(lián)、日本等一些國家開始廣泛采用。由于電力牽引的技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合優(yōu)勢十分明顯，加以70年代出現(xiàn)了世界性石油危機(jī)，愈益促進(jìn)了它的發(fā)展。至80年代末，上述主要國家都達(dá)到以占本國鐵路總里程1/4～1/3左右的電氣化鐵路，承擔(dān)其2/5～3/4的客貨運(yùn)輸總周轉(zhuǎn)量。 在此期間，軸功率1000 kW以上的大功率、高速、高性能的交流一直流一交流傳動電力機(jī)車和晶閘管整流器電力機(jī)車，相繼研制成功投入商業(yè)運(yùn)營，推動了高速鐵路和重載運(yùn)輸電力牽引的發(fā)展增強(qiáng)了鐵路運(yùn)輸與航空、公路運(yùn)輸?shù)母偁幠芰Α? 許多國家的鐵路運(yùn)營實踐表明，牽引動力電

10、氣化已成為鐵路技術(shù)改革的方向，是實現(xiàn)鐵路現(xiàn)代化的重要步驟。 1.2 鐵路牽引動力 鐵路牽引動力需要正確地選擇牽引動力并使其在地域上合理分布。鐵路牽引動力分為蒸汽、內(nèi)燃和電力3種。蒸汽牽引熱效率低，牽引重量小，乘務(wù)員工作條件差，環(huán)境污染嚴(yán)重，但機(jī)車構(gòu)造簡單，造價低，目前在中國仍發(fā)揮著重要作用。內(nèi)燃和電力牽引主要特點是功率大，效能高，勞動條件好，但造價高，在中國已有30年發(fā)展歷史。世界一些發(fā)達(dá)國家分別用了10～15年時間，于60～70年代先后完成了以內(nèi)燃和電力牽引取代蒸汽牽引的改革。鐵路電氣化、內(nèi)燃化是實現(xiàn)鐵路現(xiàn)代化的重要組成部分。影響牽引動力布局的地理條件主要有： ①自然條件。鐵路所經(jīng)地區(qū)

11、的地形和水源供應(yīng)； ②沿線能源資源種類及開發(fā)供應(yīng)狀況； ③地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所引起的客貨運(yùn)輸需求特征及生產(chǎn)布局狀況。根據(jù)自然條件有利、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則，各種牽引方式的適宜范圍為：電力牽引適宜在運(yùn)量大、提高鐵路能力顯著、節(jié)約能源和經(jīng)濟(jì)效益好的干線及運(yùn)量較大、坡道長的線路上采用。內(nèi)燃牽引適宜在運(yùn)景較大、蒸汽牽引不適應(yīng)，電力牽引又不經(jīng)濟(jì)的線路上和主要編組站內(nèi)采用。在運(yùn)量較小，煤、水條件較好的線路上仍可保留蒸汽牽引。由于中國的國情和投資能力，中國牽引動力改革仍需相當(dāng)長的時期才能完成。 1.3電力牽引的優(yōu)越性 電力機(jī)車是一種通過外部接觸網(wǎng)或軌道供給電能，由牽引電動機(jī)驅(qū)動的現(xiàn)代化牽引動力。其優(yōu)點

12、是： 清潔無污染，電力機(jī)車的動力源于電能，無任何有害排放物，是理想的環(huán)保型軌道交通運(yùn)輸工具。 功率大，速度快。蒸汽機(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車由于受結(jié)構(gòu)的限制，功率受到影響，而電力機(jī)車的功率則相對較大，加之電網(wǎng)容量超過機(jī)車功率的很多倍，使得現(xiàn)代電力機(jī)車向重載、高速方向發(fā)展成為現(xiàn)實。 熱效率高，成本低。電力機(jī)車的平均熱效率為26％，遠(yuǎn)高于蒸汽機(jī)車，也高于內(nèi)燃機(jī)車，同時無非生產(chǎn)性消耗，運(yùn)輸成本低，經(jīng)濟(jì)效益高。 綜合利用資源，降低能源消耗。我國有豐富的水利資源可供發(fā)電。另外火力發(fā)電廠也可利用一些劣質(zhì)燃料發(fā)電，做到資源綜合利用，節(jié)約大量的優(yōu)質(zhì)燃料。 維修便利，成本低。電力機(jī)車上主要是一些電氣設(shè)備，因此具有

13、保養(yǎng)容易、維修量小、檢修周期短等特點。 工作條件舒適。電力機(jī)車乘務(wù)員的工作條件比起蒸汽機(jī)車乘務(wù)員在勞動強(qiáng)度、工作環(huán)境、噪聲、采光、振動等方面都有很大改善，也優(yōu)于內(nèi)燃機(jī)車乘務(wù)員。 適應(yīng)能力強(qiáng)。電力機(jī)車不同于蒸汽機(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車，運(yùn)行中沒有水消耗，不影響其在無水區(qū)和缺水區(qū)運(yùn)行。 鐵路牽引動力的生力軍—電力機(jī)車。因為本身不帶原動機(jī)，所需電能由電氣化鐵路供電系統(tǒng)的接觸網(wǎng)或第三軌供給，是一種非自帶能源，由牽引電動機(jī)驅(qū)動車輪的機(jī)車。電力機(jī)車具有功率大、速度快、過載能力強(qiáng)、牽引力大、為此，可以提高列車運(yùn)行速度和承載重量，大幅度地提高鐵路的運(yùn)輸能力和通過能力。電力機(jī)車起動、加速快，爬坡能力強(qiáng)，工作不受嚴(yán)寒

14、的影響，運(yùn)行時可靠、節(jié)能、整備作業(yè)時間短、維修量少、運(yùn)營費(fèi)用低、無煤煙不污染環(huán)境，能采用再生制動，便于實現(xiàn)多機(jī)牽引，所以在運(yùn)輸繁忙的鐵路干線和隧道多、坡度陡的山區(qū)線路上能更能發(fā)揮優(yōu)越性。此外，電力旅客列車，可為客車空氣調(diào)節(jié)和電熱取暖提供便利條件。但電力機(jī)車由于受電氣化鐵路供電系統(tǒng)的限制，加上前期工程基本建設(shè)投資大，所以，當(dāng)今應(yīng)用不如柴油機(jī)車和已退役的蒸汽機(jī)車那樣廣泛，隨著社會物質(zhì)水平不斷加強(qiáng)，環(huán)保、節(jié)能可持續(xù)發(fā)展觀念的深入，及城市地下鐵路建設(shè)步伐的加快，電力機(jī)車發(fā)展前景良好，鐵路牽引動力的生力軍的稱號當(dāng)仁不讓。 1.4電力機(jī)車的發(fā)展 電力機(jī)車起步于荷蘭，1835年荷蘭的斯特拉延和貝克爾兩人

15、就試制以電池供電的二軸小型鐵路車輛。1842年蘇格蘭人R.戴維森首先造出一臺電動機(jī)極原始，只能勉強(qiáng)工作電力機(jī)車。1879年德國人W.von西門子駕駛一輛他設(shè)計的小型電力機(jī)車，由外部電源150伏直流發(fā)電機(jī)供應(yīng)，通過兩軌道中間絕緣的第三軌向機(jī)車輸電，并拖著乘坐18人的三輛車，在柏林夏季展覽會上表演，電力機(jī)車的實驗首次成功。1890年英國倫敦首先用電力機(jī)車牽引車輛，營業(yè)于5.6公里長的一段地下鐵道上。在1895年美國采用675伏直流電，自重97噸，功率1070千瓦電力機(jī)車，應(yīng)用在巴爾的魔鐵路隧道干線區(qū)段。19世紀(jì)末，德國對交流電力機(jī)車進(jìn)行了實驗，1903年德國三相交流機(jī)車創(chuàng)造了每小時210.2公里的

16、高速記錄。這樣，電力機(jī)車作鐵路牽引動力的新軍奮勇突起。 電力機(jī)車于1914年來到我國，在撫順煤礦使用1500伏直流電力機(jī)車。干線鐵路電力機(jī)車采用單相交流250000伏50赫電流制。我國第一臺電力機(jī)車于1958年誕生于湖南株洲，命名為“韶山”，以引燃管整流型的電力機(jī)車，為我國鐵路步入電氣化立下了汗馬功勞。1968年改用硅整流器成功，稱“韶山1”型，持續(xù)功率為3780千瓦。近年來干線電力機(jī)車向大功率、高速、耐用方面發(fā)展，客運(yùn)電力機(jī)車速度已從每小時160公里增加到200公里，并向250公里邁進(jìn)。 電力機(jī)車由機(jī)械部分、電氣部分和空氣管路系統(tǒng)三部分組成。 （1）為機(jī)械部分，包括走行部和車體。走行部

17、是承受車輛自重和載重在鋼軌上行走的部件，由2軸或3軸轉(zhuǎn)向架及安裝在轉(zhuǎn)向架上的基礎(chǔ)制動裝置、輪對和軸箱、齒輪傳動裝置、彈簧和牽引電動機(jī)懸掛裝置組成。車體用來安排各種設(shè)備和乘務(wù)人員的工作場所，由底架、司機(jī)室、臺架、側(cè)墻和車頂?shù)炔糠纸M成。司機(jī)室設(shè)在車體的兩端，與走廊相通。司機(jī)室內(nèi)安裝控制設(shè)備，如司機(jī)控制器、制動飯、按鈕開關(guān)、監(jiān)測儀表和信號燈等。兩司機(jī)室之間用來安裝機(jī)車的全部主要設(shè)備，有時劃分成小室，分別安裝輔助機(jī)組、開關(guān)設(shè)備、換流裝置以及牽引變壓器等。部分電氣設(shè)備如受電弓、主斷路器和避雷器等則安裝在車頂上。車鉤緩沖裝置安裝在車體底架的兩端牽引梁上。車體和設(shè)備的重量通過車體支承裝置傳遞到轉(zhuǎn)向架上，車體

18、支承裝置并起傳遞牽引力與制動力的作用。 （2）為電氣部分，機(jī)車上的各種電氣設(shè)備及其連接導(dǎo)線。包括主電路、輔助電路、控制電路以及它們的保護(hù)系統(tǒng)。 主電路：電力機(jī)車的最重要組成部分。它決定機(jī)車的基本性能，由牽引電動機(jī)，與其相連接的電氣設(shè)備和導(dǎo)線共同組成。主電路電壓為牽引電動機(jī)的工作電壓，或者接觸網(wǎng)的網(wǎng)壓，其電路流過牽引負(fù)載電流全部。主電路將接觸網(wǎng)上的電能轉(zhuǎn)變成列車牽引所需的牽引動力，為電力機(jī)車上的高電壓、大電流的動力回路。 由于全國制造的電力機(jī)車電壓較復(fù)雜，不便于國際間鐵路聯(lián)運(yùn)過軌。近年來國際上已定出幾種電力機(jī)車用標(biāo)準(zhǔn)電壓。直流電壓為600伏（非優(yōu)先選用）、750伏、1500伏和3000伏。

19、單相交流電壓6250伏（非優(yōu)先選用）、工頻50或60赫，電壓15000伏、工頻赫，電壓25000伏、工頻50或60赫等幾種。 輔助電路：供電給電力機(jī)車上的各種輔助電極的電氣回路。輔助電機(jī)驅(qū)動多種輔助機(jī)械設(shè)備，如冷卻牽引電動機(jī)和制動電阻用的通風(fēng)機(jī)，供給各種起動器械所需壓縮空氣的壓縮機(jī)等。輔助電機(jī)可以是直流的，也可以是異步的。 控制電路：由司機(jī)控制器和控制電器的傳動線圈和聯(lián)鎖觸頭等組成的低壓小功率電路?？刂齐娐返淖饔檬鞘箼C(jī)車主電路和輔助電路中的各種電器按照一定的程序動作。這樣，電力機(jī)車即可按照司機(jī)的意圖運(yùn)行。 保護(hù)系統(tǒng)：保證上述各種電路的設(shè)施。 （3）為空氣管路系統(tǒng)，按用途可分為： 供給

20、機(jī)車和車輛制動所需壓縮空氣的空氣制動氣路系統(tǒng)。 供給機(jī)車電氣設(shè)備所需壓縮空氣的控制氣路系統(tǒng)。 供給機(jī)車撒砂裝置、風(fēng)喇叭河刮雨器等輔助裝置所需壓縮空氣的輔助氣路系統(tǒng)。 接觸網(wǎng)供給機(jī)車的電流由直流和交流兩種。由于電流制的不同，所用的電力機(jī)車也不一樣，基本上可以分為直-直流電力機(jī)車、交-直流電力機(jī)車、交-直-交流電力機(jī)車三類。 直-直流電力機(jī)車采用直流制供電，牽引變電所內(nèi)設(shè)有整流裝置，它將三相交流電變成直流電后，再送到接觸網(wǎng)上。因此，電力機(jī)車可直接從接觸網(wǎng)上取得直流電供給直流串勵牽引電動機(jī)使用，簡化了機(jī)車上的設(shè)備。直流制的缺點是接觸網(wǎng)的電壓低，一般為1500V或3000V，接觸導(dǎo)線要求很粗，

21、要消耗大量的有色金屬，加大了建設(shè)投資。 交-直流電力機(jī)車在交流制中，目前世界上大多數(shù)國家都采用工頻（50HZ)交流制，或25HZ低頻交流制。在這種供電制下，牽引變電所將三相交流電改變成25KV工業(yè)頻率單相交流串勵電動機(jī)，把交流電變成直流電的任務(wù)，由在機(jī)車上完成。由于接觸網(wǎng)電壓比直流制時提高了很多，接觸導(dǎo)線的直徑可以相對減小，減少了有色金屬的消耗和建設(shè)投資。因此，工頻交流制得到了廣泛采用，世界上絕大多數(shù)電力機(jī)車也是交-直流電力機(jī)車。 交-直-交電力機(jī)車采用直流串勵電動機(jī)的最大優(yōu)點就是雕塑簡單，只要改變電動機(jī)的端電壓，就能很方便地在較大范圍內(nèi)實現(xiàn)對機(jī)車的調(diào)速。但是這種電機(jī)由于帶有整流子，使制

22、造和維修很復(fù)雜，體積也較大。這種機(jī)車具有優(yōu)良的牽引能力，很有發(fā)展前途。德國制造的“E120”型電力機(jī)車就是這種機(jī)車。 改革開放以來，我國鐵路實現(xiàn)了歷史性的大發(fā)展，機(jī)車車輛制造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品水平和品種數(shù)量基本適應(yīng)了鐵路運(yùn)輸市需求，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的時速200公里以下鐵路機(jī)車車輛產(chǎn)品系列，初步形成了“產(chǎn)、學(xué)、研、用”緊密結(jié)合的技術(shù)開發(fā)體系。從蒸汽機(jī)到內(nèi)燃機(jī)車再到電力機(jī)車，我國機(jī)車車輛成功完成了自己的機(jī)車車輛轉(zhuǎn)型，截至2009年全國鐵路機(jī)車擁有量達(dá)到1.9萬臺，其中和諧型大功率電力機(jī)車1752臺。內(nèi)燃機(jī)車占62.3%，電力機(jī)車占37.0%主要干線全部實現(xiàn)內(nèi)燃、電力機(jī)車牽引。通過引進(jìn)吸收再

23、創(chuàng)新，我國已掌握了世界先進(jìn)成熟的鐵路機(jī)車車輛制造技術(shù)，大功率機(jī)車的核心技術(shù)已為我國所有，我國機(jī)車車輛制造工業(yè)現(xiàn)代化步伐得以加快。 未來電力機(jī)車逐步取代內(nèi)燃機(jī)車成為趨勢。特別在我國，到目前電氣化率達(dá)到45%左右，其承擔(dān)的運(yùn)輸工作量比重將達(dá)到80%以上，并盡快實現(xiàn)大功率交流傳動機(jī)車國產(chǎn)化。2013年以后，鐵路電氣化進(jìn)程還將繼續(xù)發(fā)展，電氣化線路將繼續(xù)延長，電力機(jī)車牽引完成運(yùn)輸工作量比重也繼續(xù)提高，預(yù)計2020年電力機(jī)車牽引完成運(yùn)輸工作量比重將提高到90%-95%。 為確保我國能源大動脈大秦線的運(yùn)輸，2013年12月26日，我國用自己研制的世界最大功率電力機(jī)車展示世界最大功率電力機(jī)車的裝備優(yōu)勢，并

24、載入世界鐵路發(fā)展的史冊。單臺和諧1型八軸9600千瓦電力機(jī)車相比內(nèi)燃機(jī)車每年可以節(jié)省運(yùn)營成本50萬元，減少相當(dāng)于4000臺小汽車的尾氣排放量。該型電力機(jī)車投運(yùn)后，我國電氣化鐵路將出現(xiàn)在大坡度條件下單機(jī)牽引5000至6000噸級貨物列車的“大力神”，比普通機(jī)車的運(yùn)載能力要高1000噸到2000噸。在大秦線共有220臺和諧1型電力機(jī)車，已作為重載運(yùn)煤列車的頭等主力，它幾乎承擔(dān)了大秦線50%的年運(yùn)量。所以這種機(jī)車不僅能實現(xiàn)快速重載運(yùn)輸，而且節(jié)能環(huán)保功效顯著。和諧型大功率機(jī)車是我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，集成了當(dāng)今世界大功率交流傳動電力機(jī)車的高端和前沿技術(shù)，將是我國鐵路未來客貨運(yùn)輸主力機(jī)型，將逐步成為我

25、國鐵路的主要牽引動力。按照我國《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》和目前鐵路建設(shè)的速度，預(yù)計到2013年，投入運(yùn)營的大功率機(jī)車達(dá)到7900多臺，到2020年，陸續(xù)投入的和諧型大功率電力機(jī)車將達(dá)到1萬臺以上。屆時，大功率機(jī)車將覆蓋主要干線我國鐵路裝備總體水平顯著提高。 2 電力機(jī)車傳動 2.1機(jī)車傳動 牽引電動機(jī)輸出功率和轉(zhuǎn)矩，必須傳遞到機(jī)車的輪軸上，才能發(fā)揮其牽引作用。傳動裝置就是實現(xiàn)電機(jī)到輪軸功率\轉(zhuǎn)矩傳遞裝置(即機(jī)械傳動)。 根據(jù)能量守衡能量從電機(jī)到輪軸功率\轉(zhuǎn)矩傳遞必然會損耗，所以傳動裝置的選擇必然是至關(guān)重要的，然而齒輪傳動幾乎是現(xiàn)代電力機(jī)車傳動裝置的唯一形式。 2.2齒輪傳動

26、的分類和比較 （1）齒輪傳動可分為：單側(cè)齒輪傳動和雙側(cè)齒輪傳動.單側(cè)齒輪傳動有叫單邊齒輪傳動，雙側(cè)齒輪傳動又叫雙邊齒輪傳動。 單側(cè)齒輪傳動的優(yōu)點：牽引電動機(jī)的軸向尺寸可以加大，結(jié)構(gòu)也比較簡單，制造成本低。 缺點：傳動時輪對受到偏于一側(cè)的驅(qū)動力，左右輪子的受力不同。 雙側(cè)齒輪傳動的優(yōu)點：輪對受力均衡，左右輪子同時受到相同的驅(qū)動力，有利于提高運(yùn)行品質(zhì)。 缺點：牽引電動機(jī)的軸向尺寸受到限制，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本增加。 （2）根據(jù)齒輪種類:可分為斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱齒輪傳動。單側(cè)齒輪傳動，一般用直齒輪，不用斜齒輪;雙側(cè)齒輪傳動，一般用斜齒輪，不用直齒輪，而且雙側(cè)齒輪的旋向相反.這是因為:直

27、齒輪在嚙合傳動時，其嚙合力作用在齒輪的切向;斜齒輪在嚙合傳動時，其嚙合力是沿輪齒法線方向的，不僅有切向分力，而且有較大的軸向分力，如圖1.1所示。 圖1.1 齒輪齒合力示意圖 單側(cè)齒輪傳動如果采用斜齒輪，其軸向力將可能引起輪對貼靠一側(cè)鋼軌運(yùn)行;雙側(cè)齒輪傳動如果采用直齒輪，在輪對組裝是必須保證雙側(cè)齒輪大小形狀對應(yīng)的精確性。否則必然引起齒輪不能同時嚙合或雙側(cè)齒輪嚙合力不等的問題。采用斜齒輪，而且雙側(cè)齒輪旋向相反，則軸向力也相反，齒輪安裝的誤差可由軸向力差值引起的輪對微小橫動來得到糾正，保證了雙側(cè)齒輪傳動轉(zhuǎn)矩的均勻性。 （3）根據(jù)大齒輪輪心結(jié)構(gòu)的：可分為彈性齒輪傳動和剛性齒輪傳動

28、。大齒輪分為齒圈和齒輪心兩部分，互相用彈簧或橡膠彈性地組裝在一起，則成為彈性齒輪傳動；大齒輪輪心如果制成剛性結(jié)構(gòu)，則為剛性齒輪傳動。至于小齒輪，一般都為剛性的。 彈性齒輪傳動的優(yōu)點是:改善沿齒寬方向的應(yīng)力分布；緩和來自鋼軌的沖擊， 嚙合力的傳遞比較柔和；改善了牽引電動機(jī)的工作條件.其缺點是增加了齒輪結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，增加了制造成本。 剛性齒輪傳動的優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單，制造維修成本低。缺點是嚙合條件差，齒輪磨耗大，傳動沖擊大，對牽引電動機(jī)不利。 （4）傳動比 傳動比是從動齒輪齒數(shù)和主動齒輪齒數(shù)之比。由于牽引電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)高，輪對的轉(zhuǎn)數(shù)低，所以齒輪傳動在機(jī)車上都是減速齒輪傳動。減速齒輪傳動，既可保持

29、牽引電動機(jī)在高效率的轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)工作，有可以加大輪對的轉(zhuǎn)矩，使機(jī)車在相同速度下充分發(fā)揮牽引力。因小齒輪強(qiáng)度，最小齒數(shù)及機(jī)車車輛限界對大齒輪的限制，一般電力機(jī)車齒輪傳動傳動比小于5。 在選擇齒輪的齒數(shù)和傳動比時，必須力求齒輪工作能均勻協(xié)調(diào).在電力機(jī)車上齒輪圓周作用力是經(jīng)常變化不定的，而且主，從動齒輪輪齒的材質(zhì)不同，表面硬化程度不同，因此，所選擇的傳動比的實質(zhì)應(yīng)當(dāng)盡可能是個無理數(shù)，即無限不循環(huán)小數(shù)，或者是個無限循環(huán)的有理數(shù).這樣，一個齒輪上的每個齒輪將有機(jī)會同另一個齒輪上的所有齒輪嚙合，以使輪齒得以均勻磨耗。例如:SS4改型電力機(jī)車齒輪傳動比為88/21；SS9型電力機(jī)車傳動比為77/31;SS7

30、型電力機(jī)車齒輪傳動比為75/32，都是這樣有意安排的。 一般高速客運(yùn)電力機(jī)車的傳動比取值偏低，貨運(yùn)電力機(jī)車傳動比取值偏高。 2.3 齒輪傳動的特點 齒輪傳動平穩(wěn)，傳動比精確，工作可靠、效率高、壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可用從很小至幾十萬千瓦；速度最高可達(dá)300m/s；齒輪直徑可以從幾毫米至二十多米。但是制造齒輪需要有專門的設(shè)備，齒輪傳動會產(chǎn)生噪音。需要專門設(shè)備制造，加工精度和安裝精度較高，且不適宜遠(yuǎn)距離傳動。 3 電機(jī)懸掛裝置的分類和比較 牽引電動機(jī)在機(jī)車上的安裝，一般都采用彈簧懸掛的方法，以減小動作用力對電動機(jī)和線路的破

31、壞作用.所以通常把牽引電動機(jī)在機(jī)車上的安裝稱為電機(jī)懸掛。 3.1電機(jī)懸掛裝置的分類分析 電機(jī)懸掛方式和傳動裝置有著不可分割的關(guān)系.不同的電機(jī)懸掛方式，傳動裝置也不同。牽引電動機(jī)的懸掛方式大致可分為軸懸式，架懸式，體懸式三類.軸懸式又稱為半懸掛式，可分為剛性軸懸式和彈性軸懸式兩類.架懸式和體懸式又稱為全懸掛式。 3.1.1剛性軸懸式電機(jī)懸掛 牽引電機(jī)的一端經(jīng)抱軸瓦或滾動軸承剛性地支承在車軸的抱軸頸上----抱軸端；另一端彈性地懸掛在轉(zhuǎn)向架橫梁上懸掛。 這種懸掛方式結(jié)構(gòu)簡單，檢修容易，拆裝方便，在荸薺吊機(jī)車車體的情況下，牽引電動機(jī)可以在落輪坑內(nèi)卸下，工作可靠，制造容易，成本低廉，廣泛

32、應(yīng)用于國內(nèi)外電力機(jī)車上。 其缺點主要有兩點:一是簧下重量大(牽引電機(jī)約一半的重量，屬于簧下死重量)，輪軌動載荷大;而是來自線路的沖擊，直接傳至牽引電機(jī)，電機(jī)垂向加速度大，影響其工作可靠性及使用壽命.這一點在高速機(jī)車上表現(xiàn)尤其嚴(yán)重.通常認(rèn)為，機(jī)車最大運(yùn)用速度超過140~160km/h，就應(yīng)該采用牽引電機(jī)全懸掛。 隨著機(jī)車速度的提高，剛性軸懸式電機(jī)懸掛機(jī)車，車輪垂向加速度及沖擊增大，牽引齒輪副及牽引電動機(jī)工作條件更為惡化，為改善這種情況，可采取兩種措施：滾動抱軸承及彈性大齒輪。 滾動抱軸承與滑動軸承相比，軸承的頸向間隙小，改善牽引電機(jī)的嚙合條件，延長齒輪的使用壽命，提高軸承的工作可靠性，減

33、小了維修工作量和維修成本。 把牽引大齒輪改為彈性大齒輪，可以緩和來自線路的沖擊，改善牽引齒輪副的接觸狀況，減小了牽引齒輪的磨耗，降低牽引電動機(jī)故障率。其缺點是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，橡膠彈性元件有一定使用期限，必須定期檢查更換。 剛性軸懸掛的結(jié)構(gòu)是牽引電動機(jī)的一端經(jīng)抱軸瓦或滾動軸承剛性地支承在車軸的抱軸頸上——抱軸端；另一端彈性地懸掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁上——懸掛端。 SS3B型及SS4改型采用的是剛性軸懸式方法。隨著機(jī)車速度的提高，剛性軸懸式電機(jī)懸掛的車輪垂向加速度及沖擊增大，齒輪副及牽引電動機(jī)工作條件更加惡化，為改善這種情況，可采取兩種措施：滾動抱軸承及彈性大齒輪。SS4B型、SS7型及

34、“和諧”型機(jī)車都采用了滾動抱軸式半懸掛 3.1.2彈性軸懸式電機(jī)懸掛 彈性軸懸式的結(jié)構(gòu)與剛性抱軸式相似。 牽引電動機(jī)的一端懸掛在轉(zhuǎn)向架上，另一端仍通過抱軸承支承，但抱軸承不是直接支承在車軸上，而是支承在車軸外面套裝的空心軸上，從動大齒輪也是固定在空心軸的端部?？招妮S的兩端再通過彈性元件支承在輪心上。牽引電動機(jī)傳至齒輪的力矩通過空心軸、彈性元件傳至輪對?？招妮S隨車軸一同旋轉(zhuǎn)。因此，裝在輪心上的彈性元件既要支承牽引電動機(jī)約一半的重量及空心軸和大齒輪重量，還要傳遞牽引電動機(jī)傳來的力矩。 由于牽引電動機(jī)的一半重量還是支承在輪對上，但中間經(jīng)過了彈性元件，故稱為彈性軸懸式。 這中懸掛

35、方式的優(yōu)點是：減輕了動作用力的危害，有利于延長電機(jī)壽命和齒輪嚙合，也有利于提高機(jī)車的黏著性能。 3.1.3架懸式電機(jī)懸掛 架懸式的牽引電動機(jī)全部懸掛在轉(zhuǎn)向架上。因此牽引電動機(jī)全部重量屬于簧上部分，這就大大見效了簧下死重量，適應(yīng)了高速運(yùn)行的需要。同時，因線路不平順和沖擊所引起的垂向和橫向加速度，不會直接傳到牽引電動機(jī)和牽引齒輪副，電機(jī)和齒輪副的工作條件大為改善，故障率減少，工作壽命延長。 架懸式懸掛的技術(shù)難題，是如何可靠地解決齒輪傳動的嚙合問題。因此牽引電動機(jī)布置，在轉(zhuǎn)向架上，它的振動規(guī)律不一致，而大齒輪又必須裝在輪軸上，在這種情況下怎樣保證齒輪嚙合的可靠性，的確是件困難的事。 解決架懸

36、式電機(jī)懸掛的齒輪傳動問題，各國采用的結(jié)構(gòu)方案很多。按驅(qū)動裝置中彈簧連軸器的布置位置，架懸式驅(qū)動裝置可分為三大類。 ①輪對空心軸一級驅(qū)動裝置 圖2.1 架懸式驅(qū)動裝置分類 彈簧連軸器置于空心軸與輪對之間，空心軸包在車軸外面，大齒輪直接固裝在空心軸上，大齒輪的扭矩直接由空心軸兩端經(jīng)彈性彈簧連軸器傳至左右輪對。 ②輪對空心軸兩級彈性驅(qū)動裝置 一個彈簧連軸器連結(jié)大齒輪輪心與空心軸端部，另一個彈簧連軸器置于空心軸另一端與車輪輪心之間。大齒輪的扭矩經(jīng)彈性連軸器驅(qū)動空心軸，空心軸另一端又經(jīng)彈簧連軸器把扭矩傳給該側(cè)車輪，在通過車軸傳至另一側(cè)車輪。 ③電機(jī)空心軸驅(qū)動裝置 彈簧連軸器布置在扭

37、軸端部與小齒輪之間，扭軸伸在空心的電樞軸內(nèi)，扭軸內(nèi)端通過齒輪連軸器與空心電樞軸相連。牽引電動機(jī)產(chǎn)生扭矩經(jīng)過空心電樞軸、齒輪連軸器、扭軸、橡膠連軸器、小齒輪、大齒輪傳給輪對。 由上可知，不論采用哪種方案，都不可避免地帶來了傳動結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高，制造和維修困難增加，成本加大等問題。 架懸式的牽引電動機(jī)全部懸掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上。因此牽引電動機(jī)全部重量屬于簧上部分，這就大大減小了簧下死重量，適應(yīng)了高速運(yùn)行的需要。同時，電機(jī)和齒輪副的工作條件大為改善。不同的電機(jī)懸掛方式，其驅(qū)動裝置也就不同，采用架懸式電機(jī)懸掛現(xiàn)有兩種驅(qū)動形式：輪對空心軸架懸式驅(qū)動和電機(jī)空心軸架懸式驅(qū)動。 SS7E型、SS8型及S

38、S9型電力機(jī)車采用的是輪對空心軸全懸掛方式。牽引電動機(jī)的兩端均通過彈性吊掛與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁相連，并在車軸上加上了一根空心軸，其一端通過彈性元件（六連桿機(jī)構(gòu)和橡膠關(guān)節(jié)）與輪連接，另一端同樣通過彈性元件與驅(qū)動大齒輪連接。 3.1.4體懸式電機(jī)懸掛 體懸式的牽引電動機(jī)全部或大部分懸掛在車體上。 高速機(jī)車的最大運(yùn)行速度超過200~250km/h時，為進(jìn)一步改善機(jī)車的動力學(xué)性能，通常把牽引電動機(jī)懸掛在車體的底部，使其成為二系彈簧以上的重量。轉(zhuǎn)向架的重量、轉(zhuǎn)動橫量就大為減小，更容易保持保持轉(zhuǎn)向架高速時的蛇行穩(wěn)定性，對減輕輪軌的垂向及橫向動載荷也有幫助。 法國TGV動力車的驅(qū)動裝置。牽引電動機(jī)懸掛在

39、車體上，其扭矩通過齒輪箱、萬向軸、小齒輪、大齒輪傳至輪對。 隨著我國鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，客運(yùn)列車的運(yùn)行速度和貨車列車的牽引重量均將日益提高。鐵路第六次大面積提速、動車組的出現(xiàn)和城際鐵路的開通都標(biāo)志著我國鐵路向重載和高速方向發(fā)展。 為了減小簧下重量，減輕動作用力的危害，延長電機(jī)壽命和齒輪嚙合，提高機(jī)車的黏著性能。電機(jī)懸掛必然向彈性體懸式方向發(fā)展。但是，如何可靠地解決齒輪傳動的嚙合問題一直是困擾體懸式電機(jī)懸掛的技術(shù)瓶頸。彈性體懸式電機(jī)懸掛的應(yīng)用任重道遠(yuǎn)。就現(xiàn)實而言，不論采用哪種方案都不可避免地帶來了傳動結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高，制造和維修困難增加，成本加大等問題。 3.2電機(jī)懸掛的比較分析 3

40、.2.1 SS4改型電力機(jī)車齒輪傳動裝置和電機(jī)懸掛裝置 SS4改型電力機(jī)車齒輪傳動裝置 SS4改型電力機(jī)車齒輪傳動裝置采用雙邊剛性斜齒輪傳動，包括大齒輪、小齒輪和齒輪箱。它的作用是將牽引電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩通過大小齒輪的嚙合傳遞給輪對，產(chǎn)生牽引力或制動力（電氣制動工況）。 ①小齒輪 小齒輪安裝在牽引電動機(jī)電樞軸兩端。為了方便拆裝和防止電機(jī)軸拉傷，電機(jī)軸和小齒輪內(nèi)孔用1：10的錐度通過過盈配合連接在一起。 拆卸小齒輪時將專用油泵油嘴旋入電機(jī)軸端面帶有大倒角的螺孔內(nèi)，用螺栓加擋板擋住小齒輪，以免小齒輪脫開時碰傷或發(fā)生人生傷亡事故，然后壓動油泵可把小齒輪自動退下。 ②大齒輪 大齒輪由齒圈和

41、齒輪心組合而成。齒輪心材質(zhì)為ZG230—450鑄鋼件。齒圈和齒輪心為過盈緊配合，其過盈量為0.8~0.9mm。 在裝配時，應(yīng)注意兩者配合面的錐度必須同向，齒圈和齒輪心組裝時，把齒圈加熱至200度以下，套在齒輪心上然后加工、滾齒、倒角、中頻面淬火、磨齒、檢查。 大齒輪與輪心輪轂組裝為過盈緊配合，在冷態(tài)下壓裝過盈量為0.37~0.40mm，壓力值為500~800KN。 ③齒輪箱 為了對齒輪進(jìn)行潤滑幾防止塵土、沙石的污物對齒輪的侵襲，將大小齒輪 封閉在齒輪箱內(nèi)。 齒輪箱由上箱和下箱組成。箱體均為低炭剛焊接結(jié)構(gòu)，側(cè)板為5mm，蓋板為3mm。 為了使齒輪副在

42、工作時箱體內(nèi)壓力與大氣壓力平衡，在齒輪箱上箱蓋板上焊接手把形狀的氣孔兩個，同時該件還可用于吊裝齒輪箱箱體，在下箱體底部和內(nèi)側(cè)安裝有螺堵和驗油閥，旋開下部放油螺堵可放油；驗油閥上部設(shè)置可以開啟的密封性能良好的 閥蓋，打開閥蓋可觀察油位和加潤滑油。 為防止上下箱合口處漏油，在上箱側(cè)板四周焊裝內(nèi)外擋板，在大領(lǐng)圈處焊裝兩個擋油槽，上下箱組裝前在內(nèi)外擋板中間加聚氨酯密封墊和NJYA—2聚氨酯膠黏劑。齒輪箱兩個Φ310mm和Φ389mm孔為上下箱組裝后整體加工而成，以防止上下兩半圓形領(lǐng)圈錯位，引起漏油。兩個Φ310mm的孔與電機(jī)外殼組裝時用橡膠圈進(jìn)行密封，Φ389mm孔與大齒輪輪轂相配合處用聚氨酯毛氈條

43、進(jìn)行密封，這種材料黏結(jié)性能好，耐油，固化后具有良好的彈性、耐磨性和抗老化性，并具有一定的抗拉強(qiáng)度，可防箱體外的水、灰塵等污物進(jìn)入箱體內(nèi)。上下箱組合成整體時用4根M2075mm的螺栓固定在電機(jī)端部外殼上，使兩者之間固定連接，不產(chǎn)生相對位移。 SS4改型電力機(jī)車電機(jī)懸掛裝置 SS4改型電力機(jī)車牽引電動機(jī)為抱軸式半懸掛（剛性軸懸式）。一端通過抱軸承剛性的支承在軸上，另一端靠電機(jī)懸掛裝置吊在構(gòu)架牽引梁電機(jī)懸掛座上，如圖所示。 電機(jī)懸掛裝置一方面能承受電機(jī)靜載荷（約為電機(jī)重量的一半），另一方面承受電機(jī)工作時產(chǎn)生的反力，同時在電機(jī)工作過程中，它可隨電機(jī)縱向和橫向自由擺動，并可緩和電機(jī)于構(gòu)架間的振動。

44、電機(jī)懸掛裝置主要由防落板、銷、吊桿、墊板、吊座、橡膠墊、螺母等零件組成。 吊座為ZG230-450鑄鋼件，用5個M2455mm的螺栓緊固在牽引電機(jī)下方的槽形安裝座上。吊座上下圓盤內(nèi)安放兩個橡膠墊，在橡膠墊上下安放墊板。然后插入電機(jī)吊桿，在吊桿下部用M523mm的花螺母緊固，使橡膠墊有30KN的預(yù)壓力，然后插入10100mm的開口銷，以防螺母脫落，吊桿上部內(nèi)裝關(guān)節(jié)球軸承，用銷與構(gòu)架上的電機(jī)懸掛吊座相連，為防止銷竄動，用卡板固定。 組裝完電機(jī)懸掛裝置后，在吊桿銷套和球軸承間注入潤滑油脂，落車后還要檢查防落板上平面與牽引電機(jī)外殼吊耳下平面的垂向間隙≥20mm，防落板端部與電機(jī)外殼間間隙≥10mm

45、，且與吊耳的縱向搭接量≥20mm。 抱軸箱通過左右兩個抱軸承剛性地支承在車輛兩端的抱軸頸上，抱軸承及潤滑裝置的結(jié)構(gòu)。 抱軸承為剖分式，采用滑動軸承，每個半瓦由銅瓦背和巴氏合金組成（約為3mm厚）。在每副抱軸承下軸瓦及油箱底座開有方孔，集油器毛刷上的毛線可以穿過方孔壓在抱軸頸上，以便對軸承進(jìn)行潤滑。油箱內(nèi)存儲有潤滑油，油箱蓋上有油尺，用它檢查存油量的多少。潤滑油靠毛細(xì)管作用被毛線吸上去，潤滑軸頸表面。為了保證毛線貼靠車軸軸頸，裝設(shè)了集油器，利用杠桿機(jī)構(gòu)將其壓緊。潤滑油在潤滑軸頸后，仍然流回油室內(nèi)。在油箱底部設(shè)有排油堵，可定期排出污油，更換新油。 為了保證瓦面有一定量的油膜，不至于產(chǎn)生熱軸或

46、燒損巴氏合金，保證齒輪的正常嚙合，軸瓦與車軸軸頸間間隙要求在0.25～0.4 mm之間。隨著機(jī)車運(yùn)行，軸瓦逐漸磨耗，間隙也越來越大，當(dāng)軸瓦間隙＞1 mm時，必須重新掛合金或換瓦。 3.2.2 SS9型，SS7E 型電力機(jī)車傳動及電機(jī)懸掛裝置 SS9型，SS7E 型電力機(jī)車的傳動及電機(jī)懸掛裝置結(jié)構(gòu)相同，下面以SS9型電力機(jī)車為例來介紹。 SS9型電力機(jī)車牽引電機(jī)采用架懸式懸掛后，為適用電機(jī)與輪對之間垂向及橫向運(yùn)動位移，并平穩(wěn)地把牽引電機(jī)產(chǎn)生的扭矩傳遞到輪對，轉(zhuǎn)向架采用了輪對空心軸傳動系統(tǒng)。 輪對驅(qū)動裝置主要包括輪對組裝，齒輪空心軸傳動裝置，牽引電機(jī)，軸箱組裝，齒輪箱組裝，接地裝置等6部分

47、。 SS9型電力機(jī)車電機(jī)齒輪傳動系統(tǒng)包括牽引電機(jī)，齒輪空心軸傳動裝置，齒輪箱組裝等部件。 .傳動裝置： 齒輪空心軸傳動裝置連接牽引電機(jī)與輪對。要求齒輪空心軸傳動系統(tǒng)有多大的徑向剛度，以傳遞牽引電機(jī)的扭矩傳遞到輪對，機(jī)車運(yùn)行時避免輪對驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生黏滑振動；同時要求其大小的垂向及橫向剛度及較大的位移補(bǔ)償能力以適用機(jī)車的垂向，橫向振動位移。 齒輪空心軸傳動裝置安裝在牽引電機(jī)與輪對之間，主要由主，從動齒輪，傳動軸承，連桿，空心軸，傳動盤，空心軸套，橡膠關(guān)節(jié)，傳力銷等組成。 ①主動齒輪 主動齒輪采用20CrMnMoA低碳合金鋼，加工后進(jìn)行齒頂修緣及齒向修形，以抵消齒輪的加工，安裝誤差及變形

48、，以改善齒輪的承載能力和降低傳動噪聲的目的，延長齒輪的使用壽命。 主動齒輪與電機(jī)軸采用過盈配合，裝配時，通過加熱主動齒輪到160~190 。C后熱套在電機(jī)軸上，在電機(jī)軸上的軸向進(jìn)入量為1.6~2.2mm。 ②從動齒輪 從動齒輪由齒圈，齒輪心，傳力銷等組成，齒圈與齒輪心通過螺栓連接，齒圈采用15CrNi6低碳合金鋼，加工后進(jìn)行齒頂修緣處理。 ③傳動軸承 傳動軸承采用3E2002876QT，3E2092876QT兩種軸承配對使用，裝配前應(yīng)選配兩軸承的徑向游隙，兩軸承內(nèi)圈安裝在空心軸套上，采用間隙配合，中間用隔環(huán)分開。兩軸承外圈安裝在從動齒輪內(nèi)孔里，采用過盈配合，其過盈量要求進(jìn)行選配，兩軸

49、之間用隔環(huán)分開。軸承滾子及保持架上應(yīng)涂上潤滑脂，室內(nèi)應(yīng)加相當(dāng)于軸承室總?cè)萘?/3~1/2的高速鐵道III型潤滑脂。軸承兩側(cè)還裝有密封環(huán)，防止齒輪油及灰塵等進(jìn)入軸承室。 ④空心軸套 空心軸套是關(guān)鍵承載部件，承受復(fù)雜的交變載荷。其一端通過螺栓緊固在電機(jī)上，另一端安裝傳動軸承，在電機(jī)端還要安裝電機(jī)懸掛臂及齒輪箱座?？招妮S套材質(zhì)采用高強(qiáng)度ZG25Mn鑄鋼。 ⑤齒輪箱 為了主，從動齒輪能有良好的潤滑條件并防止異物進(jìn)入，在主，從動齒輪外面裝有齒輪箱，齒輪箱內(nèi)有18號雙曲線齒輪潤滑油，冬季或北方寒冷地區(qū)采用美孚齒輪油SHC220潤滑齒輪。齒輪箱通過螺栓固定在電機(jī)及空心軸套上。 齒輪箱由上箱，下箱，

50、放油堵，呼吸器等組成。上，下箱由壓型鋼板焊接成型，箱體上有各種安裝座，焊完后進(jìn)行整體退火，消除焊接內(nèi)應(yīng)力。上，下箱通過螺栓連接后進(jìn)行整體加工，保證齒輪箱整體的尺寸精度。在齒輪箱上部裝有呼吸器，以防齒輪箱內(nèi)油壓過高造成齒輪箱密封處漏油。在齒輪箱下部裝有放油堵及加油堵，以便放掉廢的齒輪油及給齒輪箱加油，在加油堵上裝有油標(biāo)尺以檢查齒輪箱油位。 ⑥雙側(cè)六連桿萬向節(jié)傳動系統(tǒng) 大齒輪通過軸承安裝在固定空心軸套上，在大齒輪輪心上設(shè)置了6個傳力銷。 雙側(cè)六連桿萬向節(jié)傳動系統(tǒng)由下列零部件組成:傳力銷，彈性元件，連桿，傳動空心軸，傳力盤，固定空心軸，密封環(huán)和軸承。 電機(jī)傳動裝置采用一級直齒齒輪傳動，把牽引

51、電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)矩，通過從動齒輪上的6個傳力銷傳至六連桿空心軸，再通過主車輪的6個傳力銷傳到輪對.電機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞路徑:主動齒輪→從動齒輪→傳力銷→橡膠關(guān)節(jié)→連桿→傳力銷→橡膠關(guān)節(jié)→空心軸傳動盤→傳動盤→橡膠關(guān)節(jié)→傳力銷→主車輪→車軸→車輪.制動扭矩傳遞路徑:主車輪→傳力銷→橡膠關(guān)節(jié)→連桿→傳動盤→傳力銷→空心軸→傳力銷→橡膠關(guān)節(jié)→連桿→橡膠關(guān)節(jié)→傳力銷→從動齒輪→主動齒輪→電機(jī)輸出軸。 電機(jī)懸掛裝置： 轉(zhuǎn)向架的電機(jī)懸掛方式為輪對空心軸全懸掛。電機(jī)前端通過固定在固定空心軸套上的懸掛臂支撐在架構(gòu)前端梁或者中間橫端梁上的八字槽內(nèi).電機(jī)懸掛裝置主要由心軸：懸掛臂，懸掛座，心軸；托板等組成。 電機(jī)懸掛

52、裝置除承受電機(jī)全部載荷外，還要承受大小齒輪，固定空心軸，齒輪箱，傳動軸承的重量，與大齒輪相連的六連桿，傳動盤，空心軸的一半重量，使它們成為簧上重量，大大降低簧下重量，以降低機(jī)車運(yùn)行時的輪軌動作用力，改善機(jī)車的動力學(xué)性能。 心軸(一)由心軸，球鉸組成.它壓裝在懸掛臂端頭的孔內(nèi)，一端靠彈簧擋圈使其固定在懸掛臂上。 心軸(二)與心軸(一)基本相同，但心軸兩端為方軸，而心軸(二)的心軸兩端為八字形梯形軸。 懸掛臂與懸掛座均為鑄鋼件 懸掛臂另一端有6個Φ32mm的螺栓孔，用于懸掛臂與固定空心軸的連接。懸掛臂前端用托板托住心軸： ①與構(gòu)架前端梁或中間橫梁上的電機(jī)支座相連。電機(jī)后端用8根M24螺栓

53、固定2個懸掛座，懸掛座的另一端靠組裝在它上面的心軸； ②與構(gòu)架橫梁或者后端梁相連。電機(jī)懸掛裝置的調(diào)整是通過調(diào)節(jié)在心軸：與構(gòu)架前端梁或者中間橫梁上的電機(jī)懸掛座的方形槽內(nèi)的調(diào)整墊的方式來實現(xiàn)的。用增減調(diào)整的數(shù)量，規(guī)格（當(dāng)然應(yīng)盡可能使調(diào)整墊的數(shù)量為最?。﹣肀ＷC活動的空心軸與車軸之間的間隙均勻。空心軸與車軸之間的同軸度應(yīng)控制在5mm以內(nèi)。 3.2.3 SS4改型電力機(jī)車與SS8型電力機(jī)車傳動及電機(jī)懸掛裝置的比較 SS4改進(jìn)型電力機(jī)車是在SS4、SS5和SS6型電力機(jī)車的基礎(chǔ)上，吸收了8K機(jī)車一些先進(jìn)技術(shù)設(shè)計的。 SS4改進(jìn)型電力機(jī)車是由各自獨立的又互相聯(lián)系的兩節(jié)車組成，每一節(jié)

54、車均為一完整的系統(tǒng)。它電路采用三段不等分半控調(diào)壓整流電路。采用轉(zhuǎn)向架獨立供電方式，且每臺轉(zhuǎn)向架有相應(yīng)獨立的相控式主整流器，可提高粘著利用。電制動采用加饋制動，每臺車四臺牽引電機(jī)主極繞組串聯(lián)，由一臺勵磁半橋式整流器供電。機(jī)車設(shè)有防空轉(zhuǎn)防滑裝置。每節(jié)車有兩個B0轉(zhuǎn)向架，采用推挽式牽引方式，固定軸距較短，電機(jī)懸掛為抱軸式半懸掛，一系采用螺旋圓彈簧，二系為橡膠疊層簧。牽引力由牽引梁下部的斜桿直接傳遞到車體。空氣制動機(jī)采用DK-1型制動機(jī)。 SS4改型電力機(jī)車牽引電動機(jī)為抱軸式半懸掛(剛性軸懸式承在軸上，另一端靠電機(jī)懸掛裝置吊在構(gòu)架牽引粱電機(jī)懸掛座上。 電機(jī)懸掛裝置一方面能承受電機(jī)靜

55、載荷(約為電機(jī)重量的一半，另一方面承受電機(jī)工作時產(chǎn)生的反力，同時在電機(jī)工作過程中，它可隨電機(jī)縱向和橫向自由擺動，并可緩和電機(jī)與構(gòu)架間的振動。電機(jī)懸掛裝置主要由防落板、銷、吊桿、墊板、吊座、橡膠墊、螺母等零件組成。 吊座為ZG230—450鑄鋼件，用5個M24x55mm的螺栓緊固在牽引電機(jī)下方的槽形安裝座上 吊座上下圓盤內(nèi)安放兩個橡膠墊，在橡膠墊上下安放墊板。然后插入電機(jī)吊桿，在吊桿下部用M52k3mm的花螺母緊固，使橡膠墊有30kN的頂壓力，然后插入10X100mm的開口銷，以防螺母脫蔣，吊桿[部內(nèi)裝關(guān)節(jié)球軸承，用銷與構(gòu)架上的電機(jī)懸掛吊座相連，為防止銷竄動，用卡板固定。抱軸承為剖分式

56、，采用滑動軸承，每個半瓦由銅瓦背和巴氏合金組成(約為3mm厚)。在每副抱軸承下軸瓦及油箱底座開有方孔，集油器毛刷上的毛線可以穿過方孔壓在抱軸頸上，以便對軸承進(jìn)行潤滑。油箱內(nèi)儲存有潤滑油，油箱蓋上有油尺，用它檢查存油量的多少。潤滑油靠毛細(xì)管作用被毛線吸上去，潤滑軸頸表面。為了保證毛線貼靠車軸軸頸，裝設(shè)了集油器，利用杠桿機(jī)構(gòu)將其壓緊。潤滑油在潤滑軸頸后，仍然流回油室內(nèi)。在油箱底部設(shè)有排油堵。 SS8型電力機(jī)車牽引電動機(jī)采用輪對空心軸全懸掛(架懸式)，雙側(cè)六連桿萬向節(jié)傳動系統(tǒng)。 齒輪傳動裝置 采用單側(cè)直齒輪傳動。由大齒輪(從動齒輪)和小齒輪(主動齒輪)組成。它的作用是將牽引電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)

57、矩，傳遞給六連桿傳動系統(tǒng)。為了便于拆裝和防止電機(jī)與齒轱結(jié)合面拉傷，電機(jī)軸和小齒輪內(nèi)孔用l套過盈配合連結(jié)一起。拆卸小齒乾工藝要求與ss4改型電力機(jī)車相同。 大齒輪由齒圈、齒輪心、圓錐銷、螺栓和傳力銷等組成。齒圈和齒輪心通過螺栓和圓錐銷緊固在一起。在齒圈和齒輪心組裝后，六個傳力銷經(jīng)冷凍后組裝在齒輪心上。 齒輪箱 齒輪箱由上箱、下箱、螺座、油標(biāo)尺和放油堵組成。其結(jié)構(gòu)和組裝工藝與SS4改型機(jī)車基本相同。 雙側(cè)六連桿萬向節(jié)傳動系統(tǒng) 大齒輪通過軸承安裝在固定空心軸套上，在大齒輪輪心上設(shè)置了6個傳力銷，從小齒輪傳蛤大齒輪的電機(jī)轉(zhuǎn)矩就是通過這6個傳力銷傳至六連桿傳動系統(tǒng)，再通過主輪心上的6個

58、傳力銷傳到輪對。 雙側(cè)六連桿萬向節(jié)傳動系統(tǒng)由以下零部件組成：傳力銷、彈性元件、連桿、傳動空心軸、傳力盤、固定空心軸、密封環(huán)和軸承。 電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩后通過小齒輪傳至大齒輪，然后按以下傳遞途徑傳遞：傳力銷→彈性元件→連桿→活動傳力銷→彈性元件→傳動空心軸→傳力銷→傳動盤→彈性元件→活動傳力銷→連桿→彈性元件→傳力銷→主輪心→輪對。 空心軸套支承大齒輪，并用螺栓安裝在電機(jī)機(jī)座上，形成固定空心軸抱軸箱結(jié)構(gòu)。 電機(jī)懸掛裝置 SS8型機(jī)車的電機(jī)懸掛方式為輪對空心軸全懸掛。前端通過固定在固定空心軸上的懸掛臂支承在構(gòu)架前端梁上，電機(jī)后部通過固定在電機(jī)上的兩個懸掛支座固定在構(gòu)架牽引粱的上平面上。 電機(jī)

59、懸掛裝置除承受電機(jī)全部載荷外，還要承受大小齒輪，與大齒輪相連的六連桿，固定空心軸、齒輪箱、齒輪軸承和活動空心軸的一半重量，使它們成為簧上重量，大大降低簧下重量，以獲得機(jī)車良好的動力學(xué)性能。 電機(jī)懸掛裝置由連接桿(一)、懸掛臂、兩個懸掛座和連接桿(二)等組成。 連接桿(一)由心軸、球鉸組成。它壓裝在懸掛臂端頭的孔內(nèi)，一端靠彈簧擋圈使其固定在懸掛臂上。 連接桿(二)的結(jié)構(gòu)形狀與連接桿(一)基本相同，但連接桿(一)的心軸兩端為方軸，而連接桿(二)的心軸兩端為八字形梯形軸。 懸掛臂和懸掛座均為禱鋼件。懸掛臂另一端有6個φ32mm的螺栓孔，用于懸掛臂與固定空心軸的連結(jié)。懸掛臂前端用托板托住，連結(jié)

60、桿(一)與構(gòu)架前端粱電機(jī)支座相連。電機(jī)后端用8根M24螺栓固定兩個懸掛座，懸掛座的另一端靠組裝在它上面的連結(jié)桿(二)與構(gòu)架枕梁相連。 ①電機(jī)懸掛裝置的比較：與SS4改型電力機(jī)車牽引電動機(jī)為抱軸式半懸掛（剛性軸懸式）相比，SS8型電力機(jī)車的輪對空心軸全懸掛電機(jī)懸掛裝置，除承受電機(jī)全部載荷外，還要承受大小齒輪，固定空心軸，齒輪箱，傳動軸承的重量，與大齒輪相連的六連桿，傳動盤，空心軸的一半重量，使它們成為簧上重量，大大降低簧下重量，以降低機(jī)車運(yùn)行時的輪軌動作用力，改善機(jī)車的動力學(xué)性能。 ②齒輪傳動裝置的比較：與SS4改型電力機(jī)車齒輪傳動裝置采用雙邊剛性斜齒輪傳動相比，SS8型電力機(jī)車電機(jī)齒輪傳動

61、系統(tǒng)包括牽引電機(jī)，齒輪空心軸傳動裝置，齒輪箱組裝等部件。齒輪空心軸傳動裝置連接牽引電機(jī)與輪對。要求齒輪空心軸傳動系統(tǒng)有多大的徑向剛度，以傳遞牽引電機(jī)的扭矩傳遞到輪對，機(jī)車運(yùn)行時避免輪對驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生黏滑振動；同時要求其大小的垂向及橫向剛度及較大的位移補(bǔ)償能力以適用機(jī)車的垂向，橫向振動位移。 4 傳動及電機(jī)懸掛裝置的特性 電機(jī)懸掛方式和傳動裝置有著不可分割的關(guān)系。不同的電機(jī)懸掛方式，傳動裝置也不同。 牽引電動機(jī)的懸掛方式大致可分為軸懸式，架懸式，體懸式三類.軸懸式又稱為半懸掛式，可分為剛性軸懸式和彈性軸懸式兩類.架懸式和體懸式又稱為全懸掛式。 個別傳動中，牽引電機(jī)的懸掛方式通常有

62、三種:軸懸式、架懸式、體懸式 （1）軸懸式半懸掛 牽引電機(jī)的一側(cè)通過滑動的或滾動的抱軸承支承在輪軸上另一側(cè)，通過懸掛裝置懸掛在轉(zhuǎn)向架的橫梁上牽引電機(jī)的重量直接由輪軸和橫梁分擔(dān)這種懸掛方式，通過牽引電機(jī)軸頭上安裝的小齒輪，直接驅(qū)動大齒輪和機(jī)車動輪。 抱軸式懸掛的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、檢修維護(hù)方便、懸掛裝置成本也比較低。 抱軸式懸掛的缺點：牽引電機(jī)的重量約有一半是直接壓在機(jī)車的輪軸上。增加了機(jī)車對軌道的動力作用，當(dāng)機(jī)車通過鐵軌接縫和道岔時，產(chǎn)生的沖擊力也直接傳到電機(jī)上，直接影響牽引電機(jī)的運(yùn)行。此外，這種懸掛方式的牽引電機(jī)，外形尺寸受到機(jī)車動輪直徑和軌距的限制。不利于

63、提高機(jī)車的速度和功率。此種懸掛方式適用于構(gòu)造速度不超過120KM/H 和每臺牽引電機(jī)不超過1000KW的機(jī)車。 （2）體懸式全懸掛 這種懸掛方式同抱軸式懸掛的區(qū)別是，它的抱軸承（一般為滾動軸承）是抱在動輪的空心軸上空心軸與兩側(cè)的斜齒輪組成一體，兩側(cè)斜齒輪伸出的六個爪子經(jīng)過弓形橡皮塊由動輪彈性支撐，牽引電機(jī)的另一側(cè)仍彈性懸掛在轉(zhuǎn)向架的橫梁上。 這種懸掛方式的牽引電機(jī)兩側(cè)都通過彈性支承懸掛動輪的振動沖擊傳遞給牽引電機(jī)，所造成的影響有所減小,但也會受到機(jī)車動輪直徑及軌距的限制,這種懸掛方式適用于結(jié)構(gòu)速度不超過160KM/H及單臺牽引電機(jī)功率不超過1000KW的機(jī)車。

64、 （3）架懸式懸掛 架承式懸掛又稱獨立懸掛或全懸掛。它是將牽引電機(jī) 完全彈性懸掛在轉(zhuǎn)向架橫梁上,避免了抱軸式和空軸式的一些缺點，很大程度的改善了線路對牽引電機(jī)的動力作用 ①直接聯(lián)軸節(jié)架承全懸掛 牽引電機(jī)機(jī)座一側(cè)的上方伸出兩個懸臂，下方有一支承均用螺釘彈性的固定在轉(zhuǎn)向架的橫梁上，呈三點式懸掛，結(jié)構(gòu)比較簡單。 電機(jī)轉(zhuǎn)軸的傳動端和小齒輪轉(zhuǎn)軸之間采用聯(lián)軸節(jié)來傳動,其缺點是，聯(lián)軸節(jié)占用了一定的空間，牽引電機(jī)的軸向尺寸受到限制,因此，大功率干線機(jī)車一般不采用這種懸掛方式,此種懸掛方式在我國地鐵上被廣泛采用 ②電機(jī)空軸式架承全懸掛（如 韶山5型和進(jìn)口羅

65、馬尼亞的6G1型）電機(jī)通過三點懸掛在轉(zhuǎn)向架的橫梁上，牽引電機(jī)的軸做成空心的電樞產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距借助于傳動端的聯(lián)軸節(jié)，驅(qū)動穿過空心軸的扭距然后，位經(jīng)于前端的橡膠聯(lián)軸節(jié)將轉(zhuǎn)距傳給小齒輪和動輪. 此種方式的優(yōu)點是利用了轉(zhuǎn)軸空心這個空間，節(jié)省了聯(lián)軸節(jié)所占的位置，這種懸掛方式適用于大功率高速機(jī)車 剛性軸懸式電機(jī)懸掛機(jī)車，車輪垂向加速度及沖擊增大，牽引齒輪副及牽引電動機(jī)工作條件更為惡化，為改善這種情況，可采取兩種措施：滾動抱軸承及彈性大齒輪。 把牽引大齒輪改為彈性大齒輪，可以緩和來自線路的沖擊，改善牽引齒輪輪副的接觸狀況，減小了牽引齒輪的磨耗，降低牽引電動機(jī)故障率。 彈性軸懸式電機(jī)懸掛選用一

66、般的剛性齒輪（結(jié)構(gòu)簡單，成本低）。 架懸式電機(jī)懸掛大齒輪直接固裝在空心軸上，大齒輪的扭矩由空心軸兩端經(jīng)彈性聯(lián)軸器傳至左右輪對。 一個彈性聯(lián)軸器連結(jié)大齒輪輪心與空心軸端部，另一個彈性聯(lián)軸器置于空心軸的另一端與車輪輪心之間。大齒輪的扭矩經(jīng)彈性聯(lián)軸器驅(qū)動空心軸，空心軸的另一端又經(jīng)彈性聯(lián)軸器把扭矩傳給該側(cè)車輪，再通過車軸傳動另一側(cè)車輪。 (4)齒輪傳動可分為：單側(cè)齒輪傳動和雙側(cè)齒輪傳動.單側(cè)齒輪傳動有叫單邊齒輪傳動，雙側(cè)齒輪傳動又叫雙邊齒輪傳動。 齒輪傳動就裝置形式分： 開式和半開式傳動，在機(jī)械設(shè)備中，有些齒輪傳動沒有防塵漏在外面罩或機(jī)殼，齒輪完全暴露在外面，這種叫開式齒輪傳動。這種傳動不僅外界雜物極易侵入，而且潤滑不良，因此工作條件不好，輪齒也容易磨損，故只宜用于低速傳動。齒輪傳動裝有簡單的防護(hù)罩，有時還把大齒輪部分地浸入油池中，則稱為半開式齒輪傳動。它工作條件雖有改善，但仍不能做到嚴(yán)密防止外界雜物侵入，潤滑條件也不算最好。 閉式傳動，都是裝在精確加工而且密封的中，這是閉式齒輪傳動。它與開式和半開式傳動相比，潤滑和防護(hù)都好，多用于重要場合。 齒輪傳動的特點： ①