Зубчатый редуктор.

Состоит из шестерни, насаженной в горячем состоянии на конический хвостовик вала якоря двигателя, зубчатого колеса, укрепленного на оси колесной пары, и кожуха редуктора, предохраняющего зубчатую пару от пыли и грязи и служащего резервуаром для масла.

У всех грузовых и маневровых тепловозов передаточное число и модуль зацепления унифицированы. Для того чтобы повысить изгибную и контактную прочность зубьев, их коррегируют, т. е. выполняют со смещением.

Тепловозные зубчатые передачи при опорноосевой подвеске двигателя работают в очень тяжелых условиях, обусловленных значительными динамическими нагрузками и концентрациями их на малом участке зубьев. Динамические нагрузки на зубья передачи вызываются как внешними, так и внутренними причинами. К числу внешних причин относятся колебания колесной пары вертикальной плоскости при неровностей пути. Внутренними причинами являются неизбежные неточности при изготовлении и сборке передачи, влияние которых прогрессирует с ростом износа сопряженных деталей. По мере износа ударные вибрационные нагрузки резко увеличиваются, что объясняется нарушением эвольвентного профиля зубьев при их износе. Динамические нагрузки, действующие в зубчатой передаче, вызывают не только быстрый износ и разрушение зубьев, но и снижают надежность электродвигателя.

Наиболее эффективным средством снижения концентрации нагрузки на зубьях является применение на грузовых тепловозах упругих самоустанавливающихся зубчатых колес. Упругая связь зубчатого венца со ступицей позволяет венцу занимать такое положение, при котором зубья колеса и шестерни прилегают друг к другу по всей длине. При перекосе осей шестерни и зубчатого колеса его венец поворачивается в поперечном направлении на некоторый угол обеспечивая относительно равномерный контакт между зубьями. Поворот венца в поперечном направлении возможен за счет упругой деформации резиновых втулок в осевом направлении и зависит от их жесткости. За каждый оборот колесной пары зубчатый венец совершает поперечные отклонения в обе стороны от своей оси, приспосабливаясь к зубьям шестерни. По этой причине зубчатое колесо носит название самоустанавливающегося.

Упругое закручивание венца обеспечивает плавную безотрывную работу зубьев передачи, снижает пульсацию момента, передаваемого от двигателя колесной паре, уменьшает тепловую напряженность коллектора, так как при упругом закручивании венца пусковой ток распределяется между несколькими пластинами, постепенно включающимися в работу. Резиновые элементы упругих колес защищают элементы колесно-моторного блока от высокочастотных вибраций.

Смазка зубчатой передачи, работающей при высоких контактных напряжениях, должна отличаться большой липкостью. Смазка заправляется в сварной кожух редуктора, состоящий из разъемных верхней и нижней полостей. Между половинами кожуха в паз, образованный в верхней половине приваренными изнутри и снаружи накладками, положена по всему периметру уплотняющая резиновая прокладка. Верхняя и нижняя половины кожуха стягиваются болтами. К боковой стене кожуха и к обечайке нижней половины приварены специальные бонки, имеющие отверстия с резьбой, куда завертываются болты М42, крепящие кожух к тяговому электродвигателю.

Упругое самоустанавливающееся зубчатое колесо. Одним из серьезных конструктивных мероприятий, направленных на увеличение срока службы зубчатых колес, является применение в них резинометаллических упругих элементов рис.20. Все грузовые тепловозы оборудуются упругими самоустанавливающимися зубчатыми колесами (УСЗК). Необходимость этого мероприятия вызвана тем, что при консольной передаче тягового момента, имеющей место на тепловозах, между сопряженными зубьями колеса и шестерни возникает перекос, приводящий к большим концентрациям нагрузок на концах зубьев. Кроме этого, непосредственное взаимодействие колесной пары с рельсовым путем связано с ударами и инерционными усилиями, передающимися тяговому приводу. Применение УСЗК дает возможность более равномерно распределить усилие, действующее на зуб, по всей его длине и снизить динамические нагрузки в приводе. Наличие восьми тройных эластичных элементов, в которых две крайние резиновые втулки работают последовательно со средней, дает значительный угол закручивания венца при допустимых значениях относительной деформации резиновых втулок. Упорные упругие элементы ограничивают максимальные деформации тройных эластичных в момент трогания или боксования локомотива. Тройные и двойные элементы, установленные в соосные отверстия венца и боковых фланцев, чередуются между собой.

При передаче вращающего момента от шестерни тягового двигателя колесной паре нагрузка на зуб колеса, действующая в тангенциальном направлении, передается венцом тройным резинометаллический блокам (на их средние резиновые втулки). Средние резиновые втулки, деформируясь, передают нагрузку на внутренние валики, которые, в свою очередь, концами воздействуют на крайние резиновые втулки, деформируют их и через наружные металлические втулки передают усилие на боковые фланцы. Эти усилия от восьми эластичных элементов образуют вращающий момент, передаваемый ступице зубчатого колеса и далее колесной парс. Зубчатый венец, поворачиваясь за счет деформации резиновых втулок блоков, упирается поверхностями своих отверстий в средние части упорных блоков (после выбора радиального зазора 4мм). Дальнейшая деформация упругих элементов происходит совместно. Необходимость установки упругих элементов двух типов вызвана тем, что в момент трогания и разгона требуется оградить резиновые элементы от больших деформаций. С ростом скорости тепловоза сила тяги уменьшается, но значительно возрастают динамические нагрузки. Поэтому в данном случае зубчатый венец должен иметь малую жесткость в тангенциальном направлении. Благодаря снижению тяговой нагрузки упорные элементы выключаются из работы, а колебания венца под динамическими нагрузками происходят в радиальном зазоре между венцом и упорными элементами

Рис.20. Схема самоустановки упругого зубчатого венца в плоскость вращения шестерни двигателя.