探讨铁道机车车辆减速器的设计方法

王嘉旭 桑宝野

摘 要：时代在发展，科技在进步。在这种大发展的背景中，我们的铁道机车发展也呈现出一种快速发展的趋势。在当前而言，由于机车运行速度在不断地提升，随着这种速度的不断提升，对于机车的减速器要求也就越来越重视，毕竟机车减速器在铁道机车中所发挥出的作用是无法代替的，鉴于此，本文就围绕铁道机车车辆减速器的设计方法这一主题，展开讨论。

关键词：铁道机车;减速器

我国的国民经济在不断地提高，随之众多产业随之出现了发展。如高速铁路就是快速发展中的一个典型例子。正因为高速铁路的快速发展，进而对机车是性能也提出了更高的要求。在机车中，影响机车性能的重要组成部分中有减速器，减速器在机车性能中是如何部件不可代替的。

一、对铁道机车、减速器的认识

在中国铁道机中，对于机车的使用特别频繁，这是对所有运行在铁路轨道上的车辆的总称，这戏而车辆包括的拖车、货运列车和普通客运列车。我们所说的减速器就这些车辆中对车辆快慢进行快与慢实施调节的一种装置，该装置的作用在于保证平稳地降速。减速器驻澳连接在动力装置和发动机之间，其作用是根据需要对转述进行调节。这种降速，主要是通过减速器自身的匹配装置来实现。然后将作用力向其他的地里装置进行传递，这样就实现了转速的变化。在铁道机车中，减速器为必备的一种设备。当然该设备在很多的机械中都应用到它们。

在提高减速器的性能和水平中，主要是由于减速器理论水平已经得到了成功地完善，这种理论水平已经贴近了当前=的实际操作需要，由于实用理论的完善，减速器的可行性研究也随之得到了发展。如，对于齿轮强度所进行的算法，以及设计出的能够实现优化和变形的设计，此外还有对新结构得到了逐步地完善，进而从整体上促进了机车减速器的水平得到了全面地提高。

在材质上，运用机车车辆减速器的材质一定要注重耐久性和强度，一般采用的是合金钢锻件，因为这些材质比较优质，选用这些合金钢锻件，有效地保证了产品的强度。这些合金钢锻件在环境的适应能力上以及处理环境温度中，其能力都得到了提高。当前机车在不断地换代更新，这对减速器的结构也就越来越合理化。再次，在减速器加工工艺中，其工艺越来越成熟，进而保证了工艺水平呈现出一种飞速提高的状态。

二、关于XG45-9/540机车车轴减速器

在本论文中，我们所研究的机车车轴减速器，其研究的对象为XG45-9/540机车车轴减速器。在机车整个驱动机构中，其中最后的环节就是XG45-9/540机车车轴减速器，它的作用就是把万向轴的功率传递给机车轮对，当然在这一传递的过程中，需要通过900方向的改变才能够成功传递。

就XG45-9/540机车车轴减速器结构而言，该减速器实际上是一种两级车轴减速器，构成这一装置的是一对圆柱齿轮和一对螺旋伞齿轮，在进行动力的传递过程中，其顺序实伞齿轮进行运转然后圆柱齿轮紧跟其后。在运转中，齿轮扭矩小，齿轮转速高，这样就有助于积极提高伞齿轮寿命，此外此种布置还能够对车轮与钢轨的冲击所带来的冲击给予有效降低，不过它的机构很复杂。

该减速器-XG45-9/540机车车轴减速器，其输入的功率是110kw，其转速实7382r/min，其总的速比是21.375，在该机车车轴减速器，其螺旋伞齿轮为高速级别，该材质是20Cr14n-Ti，该材质在进行渗碳淬火后，硬度变了，其硬度达到了HRC59-68。而圆柱直齿轮为低速级齿轮，该材质是22CxNInMo，对其进行渗碳淬火后，硬度变了，其硬度达到了HRC52-55这一标准。

三、XG45-9540机车车轴减速器数学模型的分析和如何進行安装

1.做好确定好设计的变量

在设计变量中，其内容包括各级中心距、齿宽和变位系数、螺旋角，以及模数、齿轮的齿数，这些都是设计变量中的重要的量。在这些变量中，设计的变量一旦过多，给计算工作量以及计算的难度都会增加。一般来说，在设计变量中，会车对优化目标构成重要的影响的，以及对这些能够容易进行控制的参数进行设计，即将其作为设计变量。此外，尽管齿轮的材料性能对减速器的成本以及尺寸、体积构成影响，对其不考虑，不将其作为变量，将其只是作常量进行处理，对这些因素展开全面考虑，对数学模型进行优化。

2.准确地确定目标函数

在设计表达方式中，变量的函数是重要的目标函数。在减速器中，其部件主要是一些相互咬合着的齿轮，这些零件同其他的零件相比较而言，在空间上所占的空间要大。从这个层面来说，积极做好充分地优化内部空间，促使变速箱的体积更加小。

3.如何进行安装

在铁道机车车辆里，其中最为重要的一个部件就是减速器，对这一重要的部件进行安装，必须遵照安装的程序进行，保证每一步安装操作到位，只有严格地按照安装的程序进行安装，才能够保障铁道机车车辆部出现故障，保证减速器的功能不受到阻碍。那么如何安装？在安装过程中，首先确保所安装的减速器和电机不存在损坏的状况。做好电机和减速器的连接。在连接中，其连接的方式多种多样，其中卡拉连接是多数部件连接的方式。在进行各部件的连接中需要注意的是，查看连接的尺寸，保证这些部位的尺寸符合标准。只有这样，才能够保证部件设备相互匹配。如果在安装中，部件出现了一些偏差，这些偏差势必会导致电机在以后的工作中出现故障。

四、基于MATLA日进行优化设计分析

先将Matlab程序进行完整地编写。在编写Matlab程序中，所采用的计算方法为SQP法，这里的SQP法是MATLAB优化工具箱中一种功能，在该功能中能够对fmincon函数进行直接调用。其次是对结果的输出。当减速器系统一旦达到了53874转这一标准后，其最初的设计的可靠度为百分之九十一，此时对其进行可靠性的优化设计之后，其可靠度会得到提升，能够达到百分之九十九这一标准。

五、结语

综上所述，高速铁路的快速发展，进而对机车是性能也提出了更高的要求。在机车中，影响机车性能的重要组成部分中有减速器，减速器在机车性能中是如何部件不可代替的。而只有高质量的减速器才能够对机车实施充分有效地调节，这就需要对减速器进行科学合理地设计。XG45-9/540机车车轴减速器具有自身的特点，为此积极伪沙子XG45-9540机车车轴减速器数学模型的分析和安装，有助于提高减速器是性能，促使其在机车运行中发挥出积极作用。

参考文献：

[1]赵晓春.铁道机车车辆减速器的设计方法探讨 《数字技术与应用》-2010年第9期.