铁路车辆制动装置及铁路车辆的制作方法

本实用新型涉及轨道车辆零部件制造技术领域，尤其涉及铁路车辆制动装置及铁路车辆。

背景技术：

为满足铁路货车在长、且坡度较大的轨道上驻车的要求，铁路货车主要使用手动制动装置。

手制动机是制动装置中以人力作为产生动力的原动力，并对其进行放大，从而实现车辆的停放制动的部分。如客车上普遍使用的蜗轮蜗杆式手制动机，平车等特种车普遍使用的车下水平链轮式手制动机等，但是，客车蜗轮蜗杆式手制动机无法满足铁路货车安装的要求，车下水平链轮式手制动机难以满足重车在长大坡道上驻车的要求。铁道货车垂直齿轮传动手制动机可满足重车在长、且坡度较大的轨道上驻车的要求。

图1-2为现有技术中铁道货车垂直齿轮传动手制动机的结构示意图；如图1-2所示，在现有技术中，铁道货车垂直齿轮传动手制动机包括：传动箱2、输入轴3，以及设置在输入轴3上的手轮11、一级齿轮8、二级齿轮9、输出轴4、链条7；如图1与图2所示，一级齿轮8固定安装在输入轴3上，二级齿轮9固定安装在输出轴4上，输出轴4上固定设有凸出的安装环，链条7一端连接在该安装环上，另一端则形成用于连接至制动拉杆6(图中未示出)上的连接端，传动箱2上开设有通孔，以使链条7 的连接端经由该通孔伸出传动箱2外，以在安装到车上后与制动拉杆6连接。手轮11固定连接在输入轴3的一端，当需要制动时，可手动旋转手轮11，手轮11带动输入轴3旋转，使得输入轴3上的一级齿轮8随之转动，并通过一级齿轮8和二级齿轮9的啮合驱动二级齿轮9及输出轴4旋转，而在输出轴4旋转的过程中，链条7一端逐渐缠绕在输出轴4上，进而链条7长度变短拉动拉杆装置工作。

然而，为了保证齿轮机构的性能，传动箱2必须起到良好的密封保护作用，而仅在传动箱2底部设置供链条7穿过的通孔，使得链条7沿输出轴4的下方伸出，在将制动机安装到车上后，为保证手轮11竖直设置，传动箱2底面也需处于最底部的水平位置，从而使链条7只能沿竖直方向延伸；但在车上基础制动拉杆6的延伸方向却是水平方向，因此必须需设置导向滑轮将链条7输出的延伸方向由竖直转换为水平，以实现与制动拉杆6连接并驱动其工作，导向滑轮的设置增加了力传递过程中的损失，同时也使得制动过程变得复杂，可靠性更低。

技术实现要素：

本实用新型提供一种铁路车辆制动装置及铁路车辆，用以解决现有制动装置中因链条输出方向与基础制动拉杆方向不一致，需增加导向滑轮，导致力传递过程有损失以及制动过程复杂，可靠性低的问题。

本实用新型的一方面提供了一种铁路车辆制动装置，包括：

基体，所述基体具有一安装面，所述安装面上固定安装有传动箱；

所述传动箱内设置有齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括用于接收输入扭矩的输入轴和用于将扭矩输出至所述齿轮机构的输出轴；所述输出轴包括延伸至所述传动箱外的、垂直于所述安装面延伸的工作段，所述工作段上形成有连接部，所述连接部上连接有用于连接到制动拉杆上的链条；

在所述传动箱外、且背离所述基体一侧设置有驱动件，所述驱动件与所述输入轴固定连接，以驱动所述输入轴以第一预设方向转动，进而通过齿轮机构带动所述输出轴朝第二预设方向转动，以将所述链条缠绕到所述工作段上。

如上所述的铁路车辆制动装置，所述工作段包括芯轴和轴套，所述芯轴形成于所述输出轴上，所述轴套可拆卸地套装在所述芯轴外围。

如上所述的铁路车辆制动装置，所述轴套上固定设置有安装销，所述安装销沿径向贯穿所述芯轴设置；所述链条一端设有安装件，所述安装件与所述安装销连接。

如上所述的铁路车辆制动装置，可选的，

所述基体包括纵向延伸的两个纵向支撑件，以及固定连接在两个所述纵向支撑件之间的横梁，所述工作段固定安装在所述横梁上。

如上所述的铁路车辆制动装置，所述齿轮结构包括一级齿轮和二级齿轮，所述一级齿轮固定套设在所述输入轴上，所述二级齿轮固定套设在输出轴上，所述一级齿轮与所述二级齿轮啮合，且所述一级齿轮的齿数小于所述二级齿轮。

如上所述的铁路车辆制动装置，所述输入轴上还固定套设有棘轮，所述传动箱内壁上还设置有可摆动的棘爪，所述棘爪用于与所述棘轮上的棘齿啮合以使所述齿轮机构进入锁定状态。

如上所述的铁路车辆制动装置，可选的，

所述驱动件为手轮，所述手轮包括圆环状的握持部，以及连接在所述握持部中心的支撑部，所述支撑部固定连接在所述输入轴的输入端。

本实用新型的另一方面提供了一种铁路车辆，包括：

车体底架，和设置于所述车体底架上的制动拉杆，所述制动拉杆成长形杆体，且所述长形杆体的延伸方向位于同一水平面内，

还包括上述的铁路车辆制动装置，所述铁路车辆制动装置的链条连接至所述制动拉杆，且所述链条的延伸方向位于与所述拉杆处于同一所述水平面内。

如上所述的铁路车辆，所述铁路车辆制动装置的基体通过螺栓固定连接在所述车体底架下方，且所述传动箱的安装面沿竖直方向延伸。

本实用新型的又一方面还提供一种铁路车辆，包括：

车体底架，和设于设置于所述车体底架上的制动拉杆，所述制动拉杆成长形杆体，且所述长形杆体的延伸方向位于同一水平面内，

还包括上述的铁路车辆制动装置，在所述车体底架上、且在所述铁路车辆制动装置的输出轴与链条连接处的上方设有固定架，所述制动拉杆朝向所述铁路车辆制动装置的一端设有可旋转的滑轮，所述链条绕过所述滑轮连接至所述固定架。

本实用新型提供的铁路车辆制动装置，通过将输出轴延伸到传动箱外形成工作段，使链条连接在位于传动箱外部的工作段上，以使链条另一端可以方便地连接到制动拉杆，且保证链条延伸方向满足制动拉杆的安装布局要求，使链条延伸方向与制动拉杆动作方向一致，进而无需增加导向滑轮来转换链条力的输出方向，减少了力传递过程中的损失，简化了制动过程。同时，链条的缠绕在位于传动箱外的开放空间，可使缠绕在工作段上的链条长度不受限制，与现有技术中，缠绕链条的输出轴位于传动箱内的方式相比，可以显著增加链条移动的位移幅度，可满足车辆因制动缸行程过大或者闸瓦磨损损耗导致所需链条提升高度增加的需要。

附图说明

图1为现有技术中的铁道货车垂直齿轮传动手制动机结构的主视图；

图2为图1的左视图；

图3为本实用新型一实施例提供的铁路车辆制动装置的主视图；

图4为图3的左视图；

图5为图3的俯视图；

图6为本实用新型提供的铁路车辆制动装置的安装位置示意图；

图7为本实用新型一实施例提供的铁路车辆制动装置与铁路车辆车轮安装关系的结构示意图；

图8为本实用新型另一实施例提供的铁路车辆制动装置的结构示意图。

附图标号说明：

1-基体； 101-纵向支撑件； 102-横梁；

2-传动箱； 3-输入轴； 4-输出轴；

5-工作段； 6-制动拉杆； 7-链条；

8-一级传动齿轮； 9-二级传动齿轮； 10-连接螺栓；

11-手轮； 12-棘轮； 13-棘爪；

14-芯轴； 15-轴套； 16-安装销；

17-车体底架； 18-滑轮； 19-闸瓦；

20车轮； 21-固定架； 22-纵向杠杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

实施例一

图3为本实用新型一实施例提供的铁路车辆制动装置的主视图；图4 为图3的左视图；图5为图3的俯视图。

请参考图3、图4和图5，本实施例提供一种车辆制动装置，包括：

基体1，基体1具有一安装面，安装面上固定安装有传动箱2；传动箱2内设置有齿轮传动机构，齿轮传动机构包括用于接收输入扭矩的输入轴3和用于将扭矩输出至齿轮机构的输出轴4；输出轴4包括延伸至传动箱2外的、垂直于所述安装面延伸的工作段5，工作段5上形成有连接部，连接部上连接有用于连接到制动拉杆6上的链条7；在传动箱2外、且背离基体1一侧设置有驱动件，驱动件与输入轴3固定连接，以驱动输入轴 3以第一预设方向转动，进而通过齿轮机构带动输出轴4朝第二预设方向转动，以将链条7缠绕到工作段5上。

具体地，基体1可为金属支撑的框架结构，用于固定传动箱2。参照图5，基体1包括纵向延伸的两个纵向的支撑件101，每个纵向支撑件101 的两个端点均设置有安装孔，可通过连接螺栓10将基体1固定安装在铁路车辆的车体上。在两个纵向支撑件101之间还固定安装有横梁102，横梁102的个数可为三个，并可平行设置。

传动箱2可以呈规则或不规则形状的箱体，内部形成容纳空腔，其大小和形状可根据实际需要进行设置，优选的，传动箱2朝向基体的表面可以设置成平面，以方便与基体1的安装面固定连接。

参照图3，传动箱2的内部设置有齿轮传动机构，该齿轮传动机构可为一级齿轮传动机构，即包括一组主动齿轮、一组从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮啮合；或者，齿轮传动机构也可为多级齿轮传动机构，即包括一组主动齿轮、一组传动齿轮，一组或多组中间传动齿轮，主动齿轮与相邻的中间传动齿轮啮合，多组中间传动齿轮依次啮合，且最后一组中间传动齿轮还与从动齿轮啮合。但无论是一级齿轮传动机构还是多级齿轮传动机构，与前述主动齿轮固定连接的、用于将驱动件提供的输入扭矩传递给齿轮传动机构的轴即为所述输入轴3，而与所述从动齿轮固定连接的、用于将齿轮传动机构的输出扭矩传出的轴即为所述输出轴4。

优选的，本实施例的齿轮传动机构为一级齿轮传动机构，输入轴3与输出轴4的形状为圆柱形。齿轮机构包括一级齿轮8和二级齿轮9，一级齿轮8固定套设在输入轴3上形成主动齿轮，二级齿轮9固定套设在输出轴4上形成从动齿轮，一级齿轮8的齿数小于二级齿轮9，齿轮传动机构通过一级齿轮8与二级齿轮9的相互啮合实现力的传递。其中，齿轮传动的过程为：一级齿轮8轮齿的齿根拨动二级齿轮9轮齿的齿顶，进入啮合；一级齿轮8轮齿的齿顶拨动二级齿轮9轮齿的齿根，脱离啮合；这样连续的进入啮合，脱离啮合形成齿轮机构的传动过程。

输入轴3的一端与驱动件连接，另一端在传动箱2内，输出轴4的一端在传动箱2内，另一端通过在传动箱2上的通孔伸出，并一直延伸至传动箱2外，其中，延伸至传动箱2外的输出轴4部分为输出轴4的工作段 5。其中，输出轴4延伸至传动箱2外的长度可根据具体实际情况设定。

工作段5上设置有一个连接部，优选的，该连接部可为安装销16输入轴的工作段5上可以延径向贯穿有销孔，安装销16穿过该销孔安装。安装销的头端与链条7相连，用以将链条7的一端固定在输出轴4的工作段5上。由于链条7的一端连接在工作段5上，另一端与制动拉杆6连接，且链条延伸方向垂直于工作段延伸方向，则当工作段5转动时链条7则可缠绕在工作段5上，另一端带动制动拉杆6实现制动功能。

参照图3至图5，驱动件为手轮11，手轮11包括圆环状的握持部，以及连接在握持部中心的支撑部，支撑部固定连接在输入轴3的输入端。通过转动手轮11，为输入轴3提供输入扭矩，使输入轴3向第一预设方向转动，再通过齿轮传动机构带动输出轴4朝第二预设方向转动，使链条7 缠绕在输出轴4的工作段5上。其中，第一预设方向与第二预设方向可相反。

当铁路车辆长时间停放或者在站内进行调车作业需要制动时，可沿第一预设方向转动手轮11，带动传动箱2内的输入轴3向第一预设方向转动，输入轴3带动一级齿轮转动8，并且通过一级齿轮8与二级齿轮9的相互啮合将力传递到输出轴4上，使输出轴4向第二预设方向转动，并使链条7的一端缠绕在输出轴4的工作段5上，链条7的另一端带动制动拉杆6动作实现制动功能，起到防止溜车的目的。

本实施例提供的铁路车辆制动装置，通过将输出轴4延伸到传动箱2外形成工作段5，使链条7连接在位于传动箱外部的工作段上，以使链条7另一端可以方便地连接到制动拉杆6，且保证链条7延伸方向满足制动拉杆6 的安装布局要求，例如，链条7延伸方向与制动拉杆6动作方向一致，进而无需增加导向滑轮来转换链条7力的输出方向，减少了力传递过程中的损失，简化了制动过程。同时，链条7缠绕在位于传动箱外2的开放空间，可使缠绕在工作段上的链条7长度不受限制，与现有技术中，缠绕链条的输出轴位于传动箱内的方式相比，可以显著增加链条7移动的位移幅度，可满足车辆因制动缸行程过大或者闸瓦磨损损耗导致所需链条7提升高度增加的需要。

进一步，输入轴3上还固定套设有棘轮12，传动箱2上还设置有可摆动的棘爪13，当棘爪13与棘轮12分开时，松动手轮11，铁路车辆制动装置在复原力的作用下自然缓解；当棘爪13与棘轮12上的棘齿啮合时，使棘轮12 被卡死，整个机构处于锁定状态，在该锁定状态下，齿轮机构无法转动，使制动装置不能自然缓解。

也即，当扳起与棘轮12棘齿啮合的棘爪13，则进入缓解状态，此时，松开手轮11后，铁路车辆制动装置可在复原力的作用下缓解；而当将棘爪 13扳动至于棘轮12啮合的位置时，进入锁定状态，此时，将棘爪13与棘轮 12的棘齿啮合，使棘轮12卡死，松开手轮11，也不会出现缓解，防止意外情况下手制动机的自然缓解。进一步提高了制动机构停放后的可靠性。

在另一实施例中，参照图4-5，所述铁路车辆制动装置的工作段5包括芯轴14和轴套15，芯轴14形成于输出轴4上，轴套15可拆卸地套装在芯轴 14外围。

轴套上固定设置有安装销16，安装销16沿径向贯穿芯轴14设置；链条 7一端设有安装件，安装件与安装销16连接。

具体的，套轴15可拆卸的安装在输出轴4的工作段5的芯轴14上，在输出轴4转动时随输出轴4同轴转动，用以保护轴芯14。轴套15上固定设置安装销16，安装销16穿过芯轴14，与链条7一端上的安装件连接，用以将链条7的一端固定在轴套15上，同时对输出轴4的芯轴14与轴套15起限位作用，避免二者的相对运动。安装销16可安装在轴套15的任意位置，优选的，可安装在轴套15的中间部位，轴套15可由耐磨性能良好的HT200制成，为防止轴套磨损严重，可适当增加轴套15的厚度。

实施例二

本实施例提供了一种铁路车辆，参照图6，包括：车体底架17，和设置于车体底架17上的制动拉杆6，制动拉杆6成长形杆体，且长形杆体的延伸方向位于同一水平面内，以及还包括上述铁路车辆制动装置，铁路车辆制动装置的链条7连接至制动拉杆6，且链条7的延伸方向位于与制动拉杆6处于同一水平面内。

进一步，铁路车辆制动装置的基体通过连接螺栓10固定连接在该铁路车辆车体底架17下方，且传动箱2的安装面沿竖直方向延伸。

具体的，该车体底架17是由各种纵向和横向的钢梁组成的长方形构架，用以支撑车体，是车体的基础。铁路车辆制动装置基体1的两个纵向支撑件 101通过连接螺栓10将基体1固定安装在铁路车辆的车体底架17的梁上，且传动箱2的安装面沿竖直方向延伸，即手轮11垂直于地面安装，以方便人站在车辆一侧转动手轮11。

参考图7，制动拉杆6的一端与一纵向杠杆22固定相连，通过纵向杠杆 22与闸瓦19连接。制动拉杆6的另一端与制动装置中的链条7相连，在制动时，链条7逐渐向输出轴4的轴套15上缠绕，链条7变短，带动制动拉杆 6向制动装置所在方向移动，制动拉杆6移动的同时拉动纵向杠杆22移动，纵向杠杆22推动闸瓦19向远离制动装置的方向移动，使闸瓦19压紧车轮 20踏面产生制动作用。

在本实施例中，当铁路车辆长时间停放或者在站内进行调车作业需要制动时，按照第一预设方向转动手轮11，带动传动箱2内的输入轴3向第一预设方向转动，输入轴3带动一级齿轮转动8，并且通过一级齿轮8与二级齿轮9的相互啮合将力传递到输出轴4上，使输出轴4向第二预设方向转动，并使链条7的一端缠绕在工作段5的轴套上，链条7的另一端带动制动拉杆 6运动，使纵向杠杆22推动闸瓦19压紧车轮20踏面产生制动，起到防止溜车的目的；在缓解时，扳起与棘轮12棘齿啮合的棘爪13，松开手轮11，铁路车辆制动装置可在复原力的作用下缓解；锁闭时，棘爪13与棘轮12的棘齿啮合，使棘轮12卡死，松开手轮11，制动装置进入锁定状态，防止手制动机的自然缓解。

本实施例提供的铁路车辆，通过基体1纵向支撑件101上的四个螺栓连接点将基体1固定在车辆车体底架17上，使得制动装置的整体可以安装在铁路车辆的车体的端梁或者安装在车体下任意位置的横梁上，解决了现有技术中由于制动装置的传动箱只能垂直安装于车辆的端梁，使得铁路车辆制动装置安装位置受限，车辆联挂时受车钩的影响不方便操作的问题。

在上述实施例的基础上，实施例三提供了一种铁路车辆，包括：车体底架17，和设置于车体底架17上的制动拉杆6，制动拉杆6成长形杆体，且长形杆体的延伸方向位于同一水平面内，还包括上述实施例一、二和三所述的铁路车辆制动装置，在车体底架17上、且在铁路车辆制动装置的输出轴4与链条7连接处的上方设有固定架21，制动拉杆6朝向铁路车辆制动装置的一端设有可旋转的滑轮18，链条7绕过滑轮连接至固定架21。

具体地，参照图8，制动拉杆6的一端与一纵向杠杆22固定相连，通过纵向杠杆22与闸瓦19连接，另一端连接有一可旋转的滑轮18。链条7的一端与铁路车辆制动装置输出轴4的工作段5连接，另一端通过输出轴4与链条7连接处上方的固定架21连接在铁路车辆的车体上，链条7的中间通过该旋转的滑轮18与制动拉杆6连接，滑轮18用以增加制动时的人力放大倍率。

例如，现有技术中，手轮11的直径为400mm，输入轴3的直径为38mm，链条7缠绕后其中心线距输出轴4的中心线的距离为42mm，一级齿轮8与二级齿轮9的齿数分别为8和50，由此得出手制动机对人力的放大倍率为：

而本实施例中，增加滑轮18后，制动装置对人力的放大倍率为：

其中，n为放大倍数。可见，增加滑轮18后，制动装置对人力的放大倍率增加了一倍。

本实施例中，当铁路车辆长时间停放或者在站内进行调车作业需要制动时，按照第一预设方向转动手轮11，带动传动箱2内的输入轴3向第一预设方向转动，输入轴3带动一级齿轮转动8，并且通过一级齿轮8与二级齿轮9 的相互啮合将力传递到输出轴4上，使输出轴4向第二预设方向转动，并使链条7的一端缠绕在输出轴4的工作段5的轴套15上，链条7的另一端固定连接在车辆车体上，中间通过一旋转的滑轮18与车辆的制动拉杆6连接接，链条7逐渐缠绕在输出轴4的工作段5的轴套15上，链条7变短，带动制动拉杆6运动，使闸瓦19压紧车轮20踏面产生制动作用，起到防止溜车的目的；在缓解时，扳起与棘轮12棘齿啮合的棘爪13，松开手轮11后，制动装置可在复原力的作用下缓解；锁闭时，将棘爪13与棘轮12的棘齿啮合，使棘轮12卡死，松开手轮11，制动装置进入锁定状态，防止手制动机的自然缓解。

本实施例提供的铁路车辆，通过在制动拉杆6朝向铁路车辆制动装置的一端设置可旋转的滑轮18，使铁路车辆制动装置的链条7通过一可旋转的滑轮18与制动拉杆6连接，利用动滑轮可省一半的力，又不改变力的方向的功能实现增大铁路车辆制动装置人力的放大倍率，使人力的放大倍率增加了一倍，以解决现有技术中制动装置对人力放大倍率小的问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。