铁路车辆用齿轮装置的制作方法

1.本发明涉及一种铁路车辆用齿轮装置，其具备：小齿轮，其与驱动源的输出轴连结；以及大齿轮，其与小齿轮啮合，且与车轴连结。


背景技术：

2.以往，作为圆筒齿轮，已知作为齿面与节圆圆筒的交线的齿线为在齿宽方向中央相对于节圆圆筒的母线的扭转角度为零的圆弧状的圆弧齿轮(例如，参照专利文献1)。该圆弧齿轮具有如下优点：能够发挥消除推力的人字齿轮的特点，且能够作为一体件而制作。而且，成对的2个圆弧齿轮配置为各自的轴平行且啮合，通常用于对燃油、润滑油等粘性流体进行移送的齿轮泵。
3.圆弧齿轮的上述特点受到关注，从而考虑将其应用于铁路车辆用齿轮装置具备的彼此啮合的小齿轮及大齿轮。然而，在试制、实验时，关于铁路车辆用齿轮装置所具备的小齿轮以及大齿轮的扭矩传递，发现了如下问题：与上述用于齿轮泵的圆弧齿轮相比，节圆的直径更大，因此重量更重，在此基础上，进行高速旋转的高负荷高速旋转，因此，在大小两个齿轮的齿顶部分产生挠曲，消除推力性能下降而导致啮合的齿面的一端接触，从而产生齿的折损、凹痕(pitting)等。已知为了消除齿面的一端接触而对齿线实施凸面加工(crowning)较为有效，但是，若对齿线进行凸面加工，则圆弧齿轮的上述特点之一的消除推力性能会下降而导致推力的抑制效果受损之类的其他问题。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开平11
‑
118023号公报


技术实现要素：

7.鉴于以上问题，本发明的课题在于提供能够充分确保消除推力性能且能够防止齿面的一端接触的铁路车辆用齿轮装置。
8.为了解决上述课题，本发明的铁路车辆用齿轮装置具备：小齿轮，其与驱动源的输出轴连结；以及大齿轮，其与小齿轮啮合，且与车轴连结，其特征在于，小齿轮及大齿轮分别由圆弧齿轮构成，该圆弧齿轮的作为齿面与节圆圆筒的交线的齿线为在齿宽方向中央相对于节圆圆筒的母线的扭转角度为零的圆弧状，小齿轮的齿线的曲率半径大于大齿轮的齿线的曲率半径，在小齿轮和大齿轮中的一方的齿轮的齿面的宽度方向两端部以不与小齿轮和大齿轮中的另一方的齿轮的齿面接触的方式设置有削端部。
9.根据本发明，小齿轮的齿线的曲率半径大于大齿轮的齿线的曲率半径，在小齿轮和大齿轮中的一方的齿轮的齿面的宽度方向两端部以不与小齿轮和大齿轮中的另一方的齿轮的齿面接触的方式设置有削端部，因此，小齿轮与大齿轮的啮合部的齿面彼此能够在齿面的宽度方向两端部的削端部以外的部分接触。由此，即使因高负荷高速旋转而在齿顶部分产生挠曲，小齿轮及大齿轮也能够充分确保消除推力性能而防止齿面的一端接触。
附图说明
10.图1是示出本发明的铁路车辆用齿轮装置具备的小齿轮及大齿轮的概况的立体图。
11.图2是示出图1所示的小齿轮及大齿轮的啮合部的齿线的示意图。
具体实施方式
12.参照图1及图2，铁路用齿轮装置具备设置于车辆的台车的齿轮箱(省略图示)，在该齿轮箱的内部具备：小齿轮2，其具有与附图外的作为驱动源的电动机的输出轴连结的车轴1；以及大齿轮4，其与小齿轮2啮合、且与车轴3连结。输出轴及车轴3分别配置于水平方向，车轴1、3彼此平行。另外，在齿轮箱的内底部贮存有润滑油(省略图示)，大齿轮4的下部浸渍于该润滑油中，随着大齿轮4的旋转而扬起润滑油，利用扬起的润滑油对大齿轮4与小齿轮2的啮合部、轴承等进行润滑。除此以外，对于铁路用齿轮装置的部件、要素等可以利用公知的部件，因此省略更详细的说明。
13.如图2所示，小齿轮2及大齿轮4分别由圆弧齿轮构成，该圆弧齿轮的作为齿面与节圆圆筒的交线的齿线21、41为在齿宽方向中央c相对于节圆圆筒的母线22、42的扭转角度θ1、θ2为零的圆弧状。另外，小齿轮2的齿线21的曲率半径r1大于大齿轮4的齿线41的曲率半径r2(r1＞r2)，在大齿轮4的齿面的宽度方向两端部以不与小齿轮2的齿面接触的方式设置有削端(relieving)部5。
14.对于这种小齿轮2与大齿轮4的啮合部，齿面彼此能够在除了齿面的宽度方向两端部的削端部5以外的部分接触。该部分的小齿轮2与大齿轮4的齿面彼此的接触，在电动机停止时为齿高方向的线接触，在电动机工作时因与高负荷高速旋转相伴的齿顶部分的挠曲而成为在齿宽及齿高的两个方向上接触的面接触。但是，该面接触也使得小齿轮2与大齿轮4的啮合部的齿面彼此在接触面的最靠近齿宽方向中央c的部分之间的区域不接触而是形成间隙6。这样，在本实施方式中，小齿轮2与大齿轮4在啮合部能够使得齿面彼此在除了齿面的宽度方向两端部的削端部5以外的部分接触，因此，小齿轮2及大齿轮4即使因高负荷高速旋转而在齿顶部分产生挠曲，也能够充分确保消除推力性能而防止齿面的一端接触。因此，不会因齿面的一端接触而产生齿的折损、凹痕等。另外，可以增大小齿轮2与大齿轮4的啮合率以便与凸面加工的情况相比而能够实现低噪声化。
15.例如，可以在大齿轮4的齿面，对与小齿轮2的齿面接触的部分至宽度方向的齿端的部分进行切削来形成削端部5。此外，削端部5还是相当于如下部分的部分：通过在制造大齿轮4时实施的浸碳淬火而容易淬火、且脆性高于其他部分。通过削端而能够将大齿轮4的齿中的脆性较低的部分除去，因此，削端部5并不参与小齿轮2和大齿轮4的啮合。这对于防止电动机工作时的小齿轮2和大齿轮4的齿的折损、凹痕等较为有利。
16.以上参照附图对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此。关于小齿轮2及大齿轮4以外的部分，还包含以往公知的构造在内而可以采用各种构造。另外，在上述实施方式中，削端部5设置于大齿轮4，但削端部5也可以设置于小齿轮2。并且，小齿轮2及大齿轮4的节圆的直径、齿数、曲率半径r1、r2的具体数值等并不特别限定。
17.附图标记说明
[0018]2…
小齿轮、21
…
齿线、22
…
母线、3
…
车轴、4
…
大齿轮、41
…
齿线、42
…
母线、5
…
削
端部、θ1、θ2…
扭转角度、r1…
齿线21的曲率半径、r2…
齿线41的曲率半径、c
…
齿宽方向中央。


技术特征：
1.一种铁路车辆用齿轮装置，具备：小齿轮，其与驱动源的输出轴连结；以及大齿轮，其与小齿轮啮合，且与车轴连结，其特征在于，小齿轮及大齿轮分别由圆弧齿轮构成，该圆弧齿轮的作为齿面和节圆圆筒的交线的齿线为在齿宽方向中央相对于节圆圆筒的母线的扭转角度为零的圆弧状，小齿轮的齿线的曲率半径大于大齿轮的齿线的曲率半径，在小齿轮和大齿轮中的一方的齿轮的齿面的宽度方向两端部，以不与小齿轮和大齿轮中的另一方的齿轮的齿面接触的方式设置有削端部。

技术总结
一种铁路车辆用齿轮装置，具备：小齿轮(2)，其与驱动源的输出轴连结；以及大齿轮(4)，其与小齿轮(2)啮合，且与车轴(3)连结，小齿轮(2)及大齿轮(4)分别由圆弧齿轮构成，该圆弧齿轮的作为齿面和节圆圆筒的交线的齿线(21、41)为在齿宽方向中央(c)相对于节圆圆筒的母线(22、42)的扭转角度(θ1、θ2)为零的圆弧状，小齿轮(2)的齿线(21)的曲率半径(r1)大于大齿轮(4)的齿线(41)的曲率半径(r2)，在小齿轮(2)及大齿轮(4)中的一方的齿轮的齿面的宽度方向两端部，以不与小齿轮(2)及大齿轮(4)中的另一方的齿轮的齿面接触的方式设置有削端部(5)。的齿轮的齿面接触的方式设置有削端部(5)。的齿轮的齿面接触的方式设置有削端部(5)。


技术研发人员：小野宽 辻勇
受保护的技术使用者：株式会社岩佐科技
技术研发日：2019.03.08
技术公布日：2021/10/8