关鹤 赵玉凯 范友航 何鹏辉

摘要：针对HXD1B型机车驱动单元中的齿轮毂强度不足，可靠性不佳的问题进行研究，从结构设计、热处理工艺等方面进行优化设计，并对优化后的齿轮毂进行有限元分析。得出的研究结果表明，优化后的齿轮毂具有良好的机械性能并很好的改善了应力集中现象。经过装车验证，满足机车驱动单元的使用要求。

Abstract： In order to solve the problem of insufficient strength and poor reliability of the gear hub in the drive unit of HXD1B electric locomotive， the optimization design of the gear hub was carried out from the aspects of structural， heat treatment process. The finite element analysis method was applied for the optimized gear hub. The results show that the optimized gear hub has good mechanical performance and the stress concentration has been improved. After assembling to electric locomotive， the optimized gear hub meets the use requirements of the locomotive drive unit.

关键词：齿轮毂;材料42CrMo;热处理工艺

Key words： gear hub;material 42CrMo;hardening and tempering process

中图分类号：TH122                                    文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）16-0017-03

0  引言

机车齿轮毂是用来连接车轴与大齿圈，传递扭矩的关键零部件，广泛应用于内燃机车、电力机车的齿轮箱中。HXD1B电力机车齿轮箱中的大齿圈通过齿轮毂安装在车轴上，大齿圈通过齿轮毂将扭矩传递到车轴上，驱动车轮前进[1]。其齿轮毂设计要求结构简单，体积小，重量轻，强度高，可靠耐用，且具有互换性等特点。本文针对HXD1B电力机车齿轮毂存在的强度不足，可靠性不佳等问题进行优化设计，从结构设计、机械性能等方面进行改善，并对优化后的方案进行有限元分析验证。

1  轮毂的结构设计

1.1 齿轮毂安装结构设计

HXD1B电力机车电机通过齿轮箱将扭矩传递到车轴上，轮毂是连接车轴与大齿圈的重要部件。大齿圈材料选用18CrNiMo7-6，渗碳淬火后硬度高，但韧性较差，机车齿轮箱采用的是两点支撑一端浮动的承载方式，这就要求连接车轴与大齿圈的轮毂具有浮动性，能满足机车在不同路况上都能保证齿轮的啮合状态。齿轮毂设计为轴套加法兰盘的常规结构，轮毂法兰盘部位设计为薄壁，以达到比较好的韧性。……