摘要：介绍了三亚100%低地板有轨电车动车转向架齿轮箱采用的技术，阐述了齿轮箱的具体结构组成、工作原理及主要部件的技术特性。
关键词：100%低地板有轨电车，动车转向架，齿轮箱
1 三亚有轨电车结构分析
三亚有轨电车车辆采用100%低地板（从车辆入口至轨顶面处地板面高度不高于350 mm，客室内部没有台阶，客室内部坡度不大于8%）、钢轮钢轨、区间无触网、储能式现代有轨电车，利用储能装置车辆可以在无接触网工况条件下运行。储能装置能实现能量的高效利用和循环利用，达到绿色节能的双重目标。车站设有充电受流系统，车辆采用被动式受电器，当车辆进站时，无需司机操作即可自动完成充电，站内（不含折返段）最大充电时间（含动态及停车充电）30s。列车最高运行速度70km/h，结构速度80km/h。车辆编组采用模块化组装，包含5个基本模块，包含2个动车、1个拖车和2个浮车。其中动车下配备带牵引电机及齿轮箱的动力转向架，拖车配备无动车系统的转向架，浮车下无转向架，互相之间用铰接装置相连，形成一列车如图1所示。
.png)
图1 三亚车辆配置图
2 动车转向架技术特点
转向架采用模块化设计原则，转向架轮对采用轴箱内置式结构，转向架构架为低合金高强度结构钢钢板压型与部分锻造、铸造吊座组合焊接而成。一系悬挂采用人字形金属叠层橡胶弹簧，二系悬挂采用螺旋钢弹簧，基础制动为液压盘形制动方式，液压制动单元和蓄能器都安装在转向架构架上，转向架还安装有磁轨制动装置。动车转向架的驱动装置采用两级减速、直角传动方式，电机和齿轮箱斜对称纵向布置安装在构架侧梁外侧，每套驱动装置驱动一条轮对。此外，转向架还设有接地装置、轮缘润滑装置、排障器、液压管路和撒砂管等辅助设备。
3 齿轮箱技术特点
为实现车辆地板面降低的目标，为乘客提供舒适、宽敞的乘坐空间，转向架采用驱动装置纵向布置的设计结构。牵引电机和齿轮传动装置采用全架悬安装方式，整体吊挂在构架侧梁外侧，降低了簧下重量，每套驱动装置驱动一条轮对，见图2。
.png)
图2 齿轮传动装置安装
本齿轮传动装置采用二级减速， 齿轮箱的输入、 输出轴各采用一对圆锥滚子轴承安装，中间轴采用圆柱滚子轴承和四点接触球轴承。装配期间，输入、输出轴上的圆锥滚子轴承的轴向间隙被精确设定，中间轴的四点接触球轴承在工厂已经预先设置好轴向游隙。齿轮通过飞溅和滴油润滑法进行润滑，产生的热量通过油或轴承传递到箱体壁并散发出去。齿轮传动装置和车轴之间通过输出联轴节总成连接，输出联轴节与齿轮箱通过端面齿及螺栓连接，输出联轴节与车轮通过端面齿连接。齿轮传动装置的输入端采用非接触式迷宫密封， 输出端采用接触式密封，可防止齿轮传动装置漏油和进水。齿轮传动装置外形见图3。
.png)
图3 齿轮传动装置
齿轮传动装置主要技术参数如下：传动比6.0294；最大输入转速5118 rpm；电机功率120 kw；电机最大启动扭矩1030 N?m；电机最大制动扭矩930 N?m；重量（不含联轴节和润滑油）约300 kg；润滑油量约3.2L。
4 齿轮箱传动原理
由驱动电机输出的动力，通过齿轮箱输入端输入联轴节传递到齿轮箱输入轴，经过齿轮传动装置二级减速、直角传动方式。齿轮通过飞溅和滴油润滑法进行润滑，产生的热量通过油或轴承传递到箱体壁并散发出去。齿轮传动装置的箱体采用球墨铸铁制造，箱体分箱面在水平面上。齿轮传动装置和车轴之间通过输出联轴节总成连接，输出联轴节与齿轮传动装置通过端面齿及螺栓连接，再经过输出联轴节传递到车轴，车轴上安装轮对，最后利用轮对与轨道的摩擦推动列车运动。 齿轮传动原理示意图详见图4。
图4 齿轮传动原理示意图
.png)
4.1 联轴节
联轴节分为两种，一种是用于将牵引电机扭矩传递至齿轮传动装置输入轴的膜片式联轴节，即输入联轴节；一种是用于将齿轮传动装置输出轴扭矩传递至轮对的楔形橡胶块联轴节，即输出联轴节。
由于齿轮传动装置与牵引电机采用整体吊挂安装方式，牵引电机与齿轮传动装置之间采用法兰盘通过螺栓连接紧固，彼此之间在运行时无任何相对位移，因此采用膜片式联轴节。膜片式联轴节也具有一定的适应能力，能够满足牵引电机输出轴与齿轮传动装置输入轴之间的微小不同轴偏差，在运行时可靠地传递牵引扭矩。
齿轮传动装置吊挂在构架上，楔形橡胶块联轴节除了传递齿轮传动装置至轮对之间的扭矩，还具有能够适应不同载荷工况下一系悬挂系统位移的能力。楔形橡胶块联轴节一端通过橡胶块与齿轮传动装置输出轴连接，另一端与安装在车轮上的法兰盘连接。
4.2 轴承
齿轮传动装置内部所用轴承均为滚动轴承。输入轴和输出轴上的圆锥滚子轴承的轴向游隙在齿轮传动装置装配过程中已做相应调整。
4.3 齿轮传动装置的安装
齿轮传动装置与牵引电机整体通过3点吊挂在构架侧梁的吊座上，牵引电机侧有2个吊点，齿轮传动装置侧有1个吊点，吊点采用带有橡胶减振层的吊挂元件，实现了驱动装置的弹性吊挂。驱动装置的安装高度可通过吊挂点处的垫片调整。
5.齿轮箱故障分析与检修
5.1.故障现象：从迷宫密封中漏油；原因分析：齿轮传动装置中的油位太高，可能由于油变热引起；处理方案：齿轮箱润滑油排油降低油位至正确油位；
5.2.故障现象：齿轮箱润滑油乳化；原因分析：有水进入了齿轮箱传动装置(例如清洗齿轮箱装置时)；处理方案：更换齿轮传动装置润滑油；
5.3.故障现象：齿轮传动装置过热；原因分析：齿轮传动装置中的油位太高或太低；处理方案：齿轮箱润滑油排油降低油位至正确油位；
5.4.故障现象：噪音大；原因分析：轮齿或者轴承损坏；处理方案：分解齿轮箱传动装置对轴承及齿轮表面状态进行检查；
5.5.故障现象：负载变更期间的振动或冲击；原因分析：支承环形节点过松；处理方案：重新紧固螺钉；遵照要求的紧固扭矩；
6、结语
城市轨道交通作为现代都市生活中重要的交通工具，已经成为各个城市节约能源、减少污染、缓解交通压力的主要选择。根据城市自身的自然及经济特性，三亚市选择100%低地板有轨电车既符合地理条件又极大提升了城市的旅游特性，而本文表述的齿轮箱满足车辆结构要求同时也满足了运行及安全的要求。
参考文献
[1] 张增强.地铁传动齿轮箱涉及关键技术研究.机械工程自动化第5期（总第204期）,2017(10)
[2] 雷明波, 傅茂海, 贺文锦,等. 现代有轨电车线路工程车转向架构架疲劳研究[J]. 机械工程与自动化, 2016(5):81-83.
[3] 马冬梅, 郭福海. 沈阳浑南70%低地板有轨电车转向架技术浅析
[4] 吕萍. 城市轻型轨道交通噪声环境影响及实例研究[D]. 吉林大学, 2004.