本发明属于轻型机车火车车轮技术领域，尤其涉及一种基于离心块控制的轻型机车使用的高铁车轮。
背景技术：
目前现有的轻型机车火车车轮上使用的轮毂与火车钢轨顶面接触部分，多做成具有一定斜度的圆锥形；便于轻型机车可以顺利通过曲线，由于线路曲线区段处的外轨要比内轨长，轻型机车在通过曲线时，因离心力的作用，车轮会挤向外轨，形成车轮以较大的直径走外轨，以较小的直径可以走内轨，从而避免了车轮在轨面上滑动或者空转的现象出现，但是当轻型火车以较高的车速通过曲线时，此时的轻型火车受到的离心力也会较大，所以就需要火车的轮毂可以变化的更大，从而可以使得火车可以更快速、稳定和安全的通过曲线车轨。所以设计一种基于离心块控制的轻型机车使用的高铁车轮是非常有必要的。
本发明设计一种基于离心块控制的轻型机车使用的高铁车轮解决如上问题。
技术实现要素：
（一）本发明要解决的技术问题
本发明要解决的问题是提供一种基于离心块控制的轻型机车使用的高铁车轮，以克服现有技术中轻型机车火车车轮当轻型火车以较高的车速通过曲线时，此时的轻型火车受到的离心力也会较大，可以防止车轮在轨面上滑动或者空转的现象出现。
（二）本发明的技术方案
为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种基于离心块控制的轻型机车使用的高铁车轮，它是采用以下技术方案来实现的。
一种基于离心块控制的轻型机车使用的高铁车轮，其特征在于：它包括车轮机构、连接轴，其中两个车轮机构对称安装在连接轴两端。
所述车轮机构包括离心机构、固定锥套、轮叶机构、限位环、固定环、第一锥齿轮、第一固定板、第一固定轴、第一齿轮、第二齿轮、第二固定轴、轴套、推动圆板、引导轴、第二固定板、第三固定轴、第三齿轮、第二锥齿轮、第三固定板、齿条机构，其中限位环端面安装在连接轴端面上；轴套端面安装在限位环远离连接轴的端面中心处；第二固定轴一端通过轴承安装在轴套内；第二固定轴外圆面中间处开有外螺纹；推动圆板端面中心处开有贯通的圆孔；推动圆板上的贯通的圆孔内圆面上开有内螺纹；推动圆板外圆面远离轴套的一端开有倒角；推动圆板通过其上所开的内螺纹与第二固定轴上所开的外螺纹通过螺纹配合安装；两个引导轴一端对称固定安装在限位环端面上，且两个引导轴均与轴套处于同一侧；两个引导轴均穿过推动圆板上贯通的圆孔；固定环端面安装在两个引导轴端面上，且固定环的轴线与轴套的轴线重合；固定锥套一端固定安装在固定环靠近引导轴的端面上；离心机构安装在固定环上；12个轮叶机构周向均匀的安装在固定锥套端面上，且每个轮叶机构均与推动圆板外圆面远离轴套的一端开有倒角配合；第二齿轮通过键安装在第二固定轴远离轴套的一端；第二固定板一端安装在其中一个引导轴外圆面上；第一固定板一端安装在第二固定板端面上；第一固定轴通过轴承安装在第一固定板上，且第一固定轴位于第二固定轴下侧；第一齿轮安装在第一固定轴端面上，且第一齿轮与第二齿轮啮合；第一锥齿轮端面安装在第一固定轴端面中心处；第三固定轴一端固定安装在第二固定板端面上；第三齿轮通过轴承安装在第三固定轴上；第二锥齿轮端面固定安装在第三齿轮端面上，且第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合；第三固定板一端安装在第二固定板端面上；齿条机构一端安装在离心机构上，另一端安装在第三固定板端面上；齿条机构与第三齿轮配合；第一齿轮的外圆面直径与第二齿轮的外圆面直径相同；第一锥齿轮的直径是第二齿轮的直径的4倍；第一锥齿轮的直径是第二锥齿轮的直径的4倍；第三齿轮的直径等于第二锥齿轮的直径。
所述轮叶机构包括中间支耳、轮叶片、侧支耳，其中两个侧支耳周向对称安装在固定锥套端面上；轮叶片端面上安装有中间支耳；中间支耳通过圆柱销安装在两个侧支耳之间，且轮叶片上的内弧面与推动圆板外圆面远离轴套的一端开有的倒角配合。
所述离心机构包括第一离心环、第二离心环、离心块、第一圆孔、第一导槽、第一缺口、第一导块、第一弹簧、第二圆孔、第二导槽、第二缺口、第三导块、第二弹簧、第三缺口，其中第一离心环外圆面固定安装在固定环内圆面上；第一离心环上具有第一圆孔；第一圆孔的内圆面上对称开有两个第一导槽；第一离心环外圆面上开有贯通的第一缺口，且第一缺口与两个第一导槽的连线互相垂直；第二离心环上具有第二圆孔；第二圆孔的内圆面上对称开有两个第二导槽；第二离心环外圆面上开有贯通的第二缺口，且第二缺口与两个第二导槽的连线互相垂直；两个第一导块对称安装在第二离心环一侧的外圆面，且两个第一导块的连线与两个第二导槽的连线互相重合；第二离心环通过两个第一导块与两个第一导槽的配合安装在第一离线环内，且第一缺口与第二缺口配合；离心块端面上开有未贯通的第三缺口；两个第三导块对称安装在离心块外圆面上；离心块通过第三导块与第二导槽的配合安装在第二离心环内，且第二缺口与第三缺口配合；第一导槽内安装有第一弹簧，第一弹簧一端安装在第一导槽端面上，另一端安装在第一导块端面上；第二导槽内安装有第二弹簧，第二弹簧一端安装在第二导槽端面上，另一端安装在第三导块端面上；第一缺口、第二缺口和第三缺口均与第二齿轮和第二锥齿轮配合。
所述齿条机构包括固定块、第一齿条、第二齿条、第三齿条、第四齿条、第三弹簧、第一容纳槽、第三导槽、第四导块、第四导槽、第二容纳槽、第五导块、第五导槽、第三容纳槽，其中固定块端面安装在第三缺口端面上；第一齿条端面上开有贯通的第一容纳槽；第一容纳槽的两侧面上对称开有两个两端均为贯通的第三导槽；第一齿条侧面安装在固定块侧面上，且第一齿条与第三齿轮配合；第二齿条侧面上对称开有两个第四导块；第二齿条端面上开有未贯通的第二容纳槽；第二容纳槽侧面上对称开有两个两端均未贯通的第四导槽；第二齿条通过第四导块与第三导槽的滑动配合安装，且第一齿条与第二齿条下端面上所开的齿牙齐平；第二齿条与第三齿轮配合；第三齿条两侧面上对称安装有两个第二导块；第三齿条端面上开有未贯通的第三容纳槽；第三容纳槽的两侧面上对称开有两个两端均为贯通的第五导槽；第三齿条通过两个第二导块与第四导槽滑动配合安装，且第三齿条与第二齿条下端面上所开的齿牙齐平；第三齿条与第三齿轮配合；第四齿条两侧面上对称安装有两个第五导块；第四齿条通过两个第五导块与两个第五导槽的滑动配合安装，且第四齿条与第三齿条的下端面上所开的齿牙齐平；第四齿条与第三齿轮配合；第四齿条远离第一齿条的端面固定安装在第三固定板端面上；第五导槽内安装有第三弹簧，第三弹簧一端安装在第五导槽端面上，另一端安装在第五导块端面上。
作为本技术进一步优化，所述第一缺口、第二缺口和第三缺口的大小均相同。
作为本技术进一步优化，所述第一缺口、第二缺口和第三缺口的大小大于第三齿轮和第二锥齿轮的大小。
作为本技术进一步优化，所述第一弹簧、第三弹簧与第二弹簧均为拉伸弹簧。
作为本技术进一步优化，所述轮叶片除了安装中间支耳的端面其他端面上均开有圆角。
作为本技术进一步优化，所述第二导块与第四导槽之间涂有固态润滑油。
作为本技术进一步优化，所述第二导块与第四导槽之间涂有固态润滑油为黄油。
本发明中的两个车轮机构对称安装在连接轴两端的作用是防止轻型火车的车速过快时，车轮在轨面上滑动或者空转的现象出现。
本发明的优点和有益效果
相对于传统的轻型机车火车车轮技术，本发明中的轻型机车火车车轮具有当轻型火车以较高的车速通过曲线时，此时的轻型火车受到的离心力也会较大，可以防止车轮在轨面上滑动或者空转的现象出现。
附图说明
图1是整体部件分布示意图。
图2是轮叶片安装结构示意图。
图3是第二齿轮安装结构示意图。
图4是推动圆板安装结构示意图。
图5是中间支耳安装结构示意图。
图6是固定锥板安装结构示意图。
图7是引导轴安装结构示意图。
图8是轴套安装结构示意图。
图9是第二固定板安装结构示意图。
图10是齿条机构安装结构示意图。
图11是第二锥齿轮安装结构示意图。
图12是第三齿轮安装结构示意图。
图13是固定块安装结构示意图。
图14是第一离心环结构示意图。
图15是第二离心环安装结构示意图。
图16是第二离心环结构示意图。
图17是第三导块安装结构示意图。
图18是离心块结构示意图。
图19是第一齿条安装结构示意图。
图20是第四齿条安装结构示意图。
图21是第一齿条结构示意图。
图22是第四导块安装结构示意图。
图23是第二齿条结构（一）示意图。
图24是第二齿条结构（二）示意图。
图25是第五导块安装结构示意图。
图26是第三齿条结构示意图。
图27是第三弹簧安装结构示意图。
图28是侧支耳安装结构示意图。
图29是第二导块安装结构示意图。
图中标号名称：1、车轮机构；2、连接轴；3、第一离心环；4、第二离心环；5、离心块；6、离心机构；7、固定锥套；8、轮叶机构；9、限位环；10、固定环；11、第一锥齿轮；12、第一固定板；13、第一固定轴；14、第一齿轮；15、第二齿轮；16、第二固定轴；17、轴套；18、推动圆板；19、引导轴；20、第二固定板；21、第三固定轴；22、第三齿轮；23、第二锥齿轮；24、中间支耳；25、轮叶片；26、第三固定板；27、齿条机构；28、固定块；29、第一圆孔；30、第一导槽；31、第一缺口；32、第一导块；33、第一弹簧；34、第二圆孔；35、第二导槽；37、第二缺口；38、第三导块；39、第二弹簧；40、第三缺口；41、第一齿条；42、第二齿条；43、第三齿条；44、第四齿条；45、第三弹簧；46、第一容纳槽；47、第三导槽；48、第四导块；49、第四导槽；50、第二容纳槽；51、第五导块；52、第五导槽；53、第三容纳槽；54、侧支耳；55、第二导块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明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发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，它包括车轮机构1、连接轴2，其中两个车轮机构1对称安装在连接轴2两端。
如图2、3、4所示，所述车轮机构1包括离心机构6、固定锥套7、轮叶机构8、限位环9、固定环10、第一锥齿轮11、第一固定板12、第一固定轴13、第一齿轮14、第二齿轮15、第二固定轴16、轴套17、推动圆板18、引导轴19、第二固定板20、第三固定轴21、第三齿轮22、第二锥齿轮23、第三固定板26、齿条机构27，如图4所示，其中限位环9端面安装在连接轴2端面上；如图8所示，轴套17端面安装在限位环9远离连接轴2的端面中心处；如图7所示，第二固定轴16一端通过轴承安装在轴套17内；如图3所示，第二固定轴16外圆面中间处开有外螺纹；推动圆板18端面中心处开有贯通的圆孔；推动圆板18上的贯通的圆孔内圆面上开有内螺纹；如图7所示，推动圆板18外圆面远离轴套17的一端开有倒角；如图7所示，推动圆板18通过其上所开的内螺纹与第二固定轴16上所开的外螺纹通过螺纹配合安装；如图7所示，两个引导轴19一端对称固定安装在限位环9端面上，且两个引导轴19均与轴套17处于同一侧；如图7所示，两个引导轴19均穿过推动圆板18上贯通的圆孔；如图7所示，固定环10端面安装在两个引导轴19端面上，且固定环10的轴线与轴套17的轴线重合；如图6所示，固定锥套7一端固定安装在固定环10靠近引导轴19的端面上；如图7所示，离心机构6安装在固定环10上；如图2所示，12个轮叶机构8周向均匀的安装在固定锥套7端面上，且每个轮叶机构8均与推动圆板18外圆面远离轴套17的一端开有倒角配合；如图7所示，第二齿轮15通过键安装在第二固定轴16远离轴套17的一端；如图9所示，第二固定板20一端安装在其中一个引导轴19外圆面上；如图4、10所示，第一固定板12一端安装在第二固定板20端面上；第一固定轴13通过轴承安装在第一固定板12上，且第一固定轴13位于第二固定轴16下侧；如图12所示，第一齿轮14安装在第一固定轴13端面上，且第一齿轮14与第二齿轮15啮合；如图12所示，第一锥齿轮11端面安装在第一固定轴13端面中心处；如图4所示，第三固定轴21一端固定安装在第二固定板20端面上；如图4所示，第三齿轮22通过轴承安装在第三固定轴21上；如图11所示，第二锥齿轮23端面固定安装在第三齿轮22端面上，且第二锥齿轮23与第一锥齿轮11啮合；如图10所示，第三固定板26一端安装在第二固定板20端面上；齿条机构27一端安装在离心机构6上，另一端安装在第三固定板26端面上；如图12所示，齿条机构27与第三齿轮22配合；第一齿轮14的外圆面直径与第二齿轮15的外圆面直径相同；第一锥齿轮11的直径是第二齿轮15的直径的4倍；第一锥齿轮11的直径是第二锥齿轮23的直径的4倍；第三齿轮22的直径等于第二锥齿轮23的直径。
如图4、5所示，所述轮叶机构8包括中间支耳24、轮叶片25、侧支耳54，如图28所示，其中两个侧支耳54周向对称安装在固定锥套7端面上；如图5所示，轮叶片25端面上安装有中间支耳24；如图3所示，中间支耳24通过圆柱销安装在两个侧支耳54之间，且轮叶片25上的内弧面与推动圆板18外圆面远离轴套17的一端开有的倒角配合。
如图10、13所示，所述离心机构6包括第一离心环3、第二离心环4、离心块5、第一圆孔29、第一导槽30、第一缺口31、第一导块32、第一弹簧33、第二圆孔34、第二导槽35、第二缺口37、第三导块38、第二弹簧39、第三缺口40，如图2所示，其中第一离心环3外圆面固定安装在固定环10内圆面上；如图14所示，第一离心环3上具有第一圆孔29；如图14所示，第一圆孔29的内圆面上对称开有两个第一导槽30；如图14所示，第一离心环3外圆面上开有贯通的第一缺口31，且第一缺口31与两个第一导槽30的连线互相垂直；如图16所示，第二离心环4上具有第二圆孔34；如图16所示，第二圆孔34的内圆面上对称开有两个第二导槽35；如图16所示，第二离心环4外圆面上开有贯通的第二缺口37，且第二缺口37与两个第二导槽35的连线互相垂直；如图15所示，两个第一导块32对称安装在第二离心环4一侧的外圆面，且两个第一导块32的连线与两个第二导槽35的连线互相重合；如图13所示，第二离心环4通过两个第一导块32与两个第一导槽30的配合安装在第一离线环内，且第一缺口31与第二缺口37配合；如图18所示，离心块5端面上开有未贯通的第三缺口40；如图17所示，两个第三导块38对称安装在离心块5外圆面上；如图13所示，离心块5通过第三导块38与第二导槽35的配合安装在第二离心环4内，且第二缺口37与第三缺口40配合；如图15所示，第一导槽30内安装有第一弹簧33，第一弹簧33一端安装在第一导槽30端面上，另一端安装在第一导块32端面上；如图17所示，第二导槽35内安装有第二弹簧39，第二弹簧39一端安装在第二导槽35端面上，另一端安装在第三导块38端面上；如图4所示，第一缺口31、第二缺口37和第三缺口40均与第二齿轮15和第二锥齿轮23配合。
如图19、20所示，所述齿条机构27包括固定块28、第一齿条41、第二齿条42、第三齿条43、第四齿条44、第三弹簧45、第一容纳槽46、第三导槽47、第四导块48、第四导槽49、第二容纳槽50、第五导块51、第五导槽52、第三容纳槽53，如图13所示，其中固定块28端面安装在第三缺口40端面上；如图21所示，第一齿条41端面上开有贯通的第一容纳槽46；如图21所示，第一容纳槽46的两侧面上对称开有两个两端均为贯通的第三导槽47；第一齿条41侧面安装在固定块28侧面上，且第一齿条41与第三齿轮22配合；如图22所示，第二齿条42侧面上对称开有两个第四导块48；如图23所示，第二齿条42端面上开有未贯通的第二容纳槽50；如图24所示，第二容纳槽50侧面上对称开有两个两端均未贯通的第四导槽49；如图19所示，第二齿条42通过第四导块48与第三导槽47的滑动配合安装，且第一齿条41与第二齿条42下端面上所开的齿牙齐平；如图4所示，第二齿条42与第三齿轮22配合；如图29所示，第三齿条43两侧面上对称安装有两个第二导块55；如图26所示，第三齿条43端面上开有未贯通的第三容纳槽53；如图26所示，第三容纳槽53的两侧面上对称开有两个两端均为贯通的第五导槽52；如图19所示，第三齿条43通过两个第二导块55与第四导槽49滑动配合安装，且第三齿条43与第二齿条42下端面上所开的齿牙齐平；第三齿条43与第三齿轮22配合；如图25所示，第四齿条44两侧面上对称安装有两个第五导块51；如图19所示，第四齿条44通过两个第五导块51与两个第五导槽52的滑动配合安装，且第四齿条44与第三齿条43的下端面上所开的齿牙齐平；第四齿条44与第三齿轮22配合；如图10所示，第四齿条44远离第一齿条41的端面固定安装在第三固定板26端面上；如图20、27所示，第五导槽52内安装有第三弹簧45，第三弹簧45一端安装在第五导槽52端面上，另一端安装在第五导块51端面上。
所述第一缺口31、第二缺口37和第三缺口40的大小均相同。
所述第一缺口31、第二缺口37和第三缺口40的大小大于第三齿轮22和第二锥齿轮23的大小。
所述第一弹簧33、第三弹簧45与第二弹簧39均为拉伸弹簧。
所述轮叶片25除了安装中间支耳24的端面其他端面上均开有圆角。
所述第二导块55与第四导槽49之间涂有固态润滑油。
所述第二导块55与第四导槽49之间涂有固态润滑油为黄油。
具体实施方式为：当火车在高速运动且经过曲线铁轨时，此时的离心块5将会受到离心力的作用，离心块5将会带动固定块28运动，运动的固定块28将会带动第一齿条41运动，运动的第一齿条41将会带动第三齿轮22运动，第三齿轮22将会带动第二锥齿轮23运动，第二锥齿轮23将会带动第一锥齿轮11运动，第一锥齿轮11第一齿轮14运动；第一齿轮14将会第二齿轮15运动；第二齿轮15将会带动第二固定轴16运动，第二固定轴16将会在螺纹的作用下驱动推动圆板18运动，运动的推动圆板18将会推动轮叶片25运动，轮叶片25将会围绕固定中间支耳24的圆柱销运动，此时的车轮机构1与铁轨的接触的锥面外圆面将会变大，从而可以使得轻型火车可以更加安全和稳定的通过曲线铁轨；同时当速度越高时，此时的离心块5将会受到的离心力越大，离心运动将会运动更加长；所以此时的离心块5将会拉动第二离心环4运动，此时的离心块5将会依次拉动固定块28运动、第一齿条41、第二齿条42、第三齿条43运动，从而达到持续驱动第三齿轮22运动的目的；第一齿轮14的外圆面直径与第二齿轮15的外圆面直径相同；第一锥齿轮11的直径是第二齿轮15的直径的4倍；第一锥齿轮11的直径是第二锥齿轮23的直径的4倍；第三齿轮22的直径等于第二锥齿轮23的直径的作用是可以使得离心块5可以更加有支撑力的将连接轴2上的机构顶起，到达给变火车车轮机构1外圆面的目的，从而使得轻型火车可以更加安全的通过曲线铁轨。
综上所述，上述实施方式并非是本发明的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本发明的实质内容的基础上，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。