1.本实用新型涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种手制动装置及转向架。
背景技术：2.手制动装置是指在轨道车辆中，以人力作为制动原动力，用于辅助停车和坡道防滑的机械机构，手制动装置通常采用蜗轮蜗杆传动的方式，将来自于手轮上的人力放大后传递至蜗轮上，然后再传递到转向架手制动夹钳上，以实现制动。
3.但是当蜗轮蜗杆手制动装置完全缓解到位的情况下，逆时针的反转误操作也能产生制动作用，但会带来安全隐患，因此在手制动装置中一般会有旋转限位机构来防止手制动装置在完全缓解到位时发生反转。
4.相关技术中的手制动装置的旋转限位机构能控制传动轴的转动范围在1-2周之间，在传动轴旋转圈数较多的情况时，现有的旋转限位机构无法满足使用需求，且受到径向安装空间的限制，现有的旋转限位机构进行设计更改也十分困难。
技术实现要素：5.本实用新型提供一种手制动装置及转向架，用以解决现有技术中的旋转限位机构无法满足传动轴旋转圈数较多情况下的使用需求，实现宽范围和高精度的转动限位。
6.本实用新型提供一种手制动装置，包括：
7.传动箱，内置蜗轮以及与所述蜗轮相啮合的蜗杆；
8.转动施力件，在所述传动箱的外侧与所述蜗杆相连；
9.传动轴，与所述蜗轮同轴连接，所述传动轴远离所述蜗轮的一端适于延伸出所述传动箱，且所述传动轴位于所述传动箱外的区域设有外螺纹，形成螺纹杆；
10.滑动座，螺纹连接于所述螺纹杆；
11.止转件，与所述滑动座相连，用于防止所述滑动座转动；
12.限位件，与所述止转件相连，用于限制所述滑动座的滑行距离。
13.根据本实用新型提供一种的手制动装置，所述止转件包括止转杆，所述止转杆的一端与所述传动箱相连，所述止转杆的另一端与所述限位件相连，所述滑动座内设有用于容置所述止转杆的止转孔。
14.根据本实用新型提供的一种手制动装置，所述止转杆的一端适于延伸进所述传动箱内，且在所述传动箱内连接有固定端头，所述止转杆的另一端适于延伸出所述限位件，并通过紧固件与所述限位件相互固定。
15.根据本实用新型提供的一种手制动装置，所述传动箱内设有连接座，所述连接座内设有用于容置所述传动轴的连接孔以及用于容置所述止转杆的让位孔。
16.根据本实用新型提供的一种手制动装置，所述滑动座的侧表面设有连接耳，所述止转孔设置于所述连接耳。
17.根据本实用新型提供的一种手制动装置，在靠近所述限位件的一侧，所述连接耳
与滑动座的表面平齐，且所述连接耳的厚度小于所述滑动座的厚度。
18.根据本实用新型提供的一种手制动装置，所述连接耳设置为至少两个，至少两个所述连接耳在所述滑动座的侧表面呈对称分布，所述止转件与所述连接耳相适配。
19.根据本实用新型提供的一种手制动装置，所述限位件在靠近所述滑动座的一侧设有限位凸起。
20.根据本实用新型提供的一种手制动装置，还包括外罩，所述外罩的一端与所述传动箱的外表面相贴，所述外罩的另一端与所述限位件相贴，所述滑动座、螺纹杆和止转件均设置于所述外罩内。
21.本实用新型还提供一种转向架，设有任一项前述的手制动装置。
22.本实用新型实施例提供的手制动装置及转向架，通过转动施力件驱动蜗杆进行转动，蜗杆在转动的过程中会驱动传动箱内的蜗轮进行转动，蜗轮的转动一方面可以用于传递力至转向架手制动夹钳实现制动，另一方面，蜗轮将驱动传动轴进行转动，传动轴的转动便可使位于传动箱外部的螺纹杆进行转动，螺纹连接在螺纹杆上的滑动座在止转件的作用下便可沿螺纹杆进行滑动；当手制动装置处于完全缓解到位的状态时，滑动座将与限位件相抵，此时限位件便可对滑动座起到限位的作用，使滑动座无法继续朝向远离传动箱的方向进行滑动，也就是说，转动施力件将无法继续朝着这一方向转动，便可通过此方式起到防止反转的作用，且利用上述方式可以使传动轴的转动圈数较多，更好的满足现阶段的使用需求，同时利用螺纹进丝可以很好的控制转动限位的精度。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本实用新型提供的手制动装置的剖视图；
25.图2是本实用新型提供的手制动装置的局部剖视图；
26.图3是本实用新型提供的滑动座的俯视图。
27.附图标记：
28.1、传动箱；2、转动施力件；3、传动轴；4、螺纹杆5、滑动座；6、止转件；7、限位件；8、固定端头；9、紧固件；10、连接座；11、连接耳；12、限位凸起、13、外罩；20、蜗轮；30、蜗杆。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
30.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于
描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
32.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
34.下面结合图1-图3描述本实用新型的手制动装置，包括传动箱1、转动施力件2、传动轴3、滑动座5、止转件6和限位件7，其中，在传动箱1内设置有蜗轮20和蜗杆30，且蜗杆30与蜗轮20相啮合，转动施力件2设置于传动箱1的外侧，且蜗杆30的一端穿出传动箱1并且与转动施力件2同轴连接，传动轴3的一端在传动箱1内与蜗轮20同轴连接，传动轴3的另一端延伸出传动箱1，且传动轴3在位于传动箱1外部的区域设置有外螺纹，以使外露于传动箱1部分的传动轴3形成螺纹杆4，滑动座5将滑动设置于螺纹杆4上，止转件6与滑动座5相连，用于防止滑动座5进行转动，限位件7与止转件6相连，用于固定止转件6的位置，且限制滑动座5的滑行距离。
35.通过转动施力件2驱动蜗杆30进行转动，蜗杆30在转动的过程中会驱动传动箱1内的蜗轮20进行转动，蜗轮20的转动一方面可以用于传递力至转向架手制动夹钳实现制动，另一方面，蜗轮20将驱动传动轴3进行转动，传动轴3的转动便可使位于传动箱1外部的螺纹杆4进行转动，螺纹连接在螺纹杆4上的滑动座5在止转件6的作用下便可沿螺纹杆4进行滑动；当手制动装置处于完全缓解到位的状态时，滑动座5将与限位件7相抵，此时限位件7便可对滑动座5起到限位的作用，使滑动座5无法继续朝着远离传动箱1的方向进行滑动，也就是说，转动施力件2将无法继续朝向这一方向转动，便可通过此方式起到防止反转的作用，且利用上述方式可以使传动轴3的转动圈数较多，更好的满足现阶段的使用需求，同时利用螺纹进丝可以很好的控制转动限位的精度。
36.由于蜗轮20与蜗杆30可以在手制动装置内形成蜗轮蜗杆结构，已经可以起到自锁作用，因此，螺纹杆4与滑动座5之间只需螺纹连接后实现二者的滑动安装即可，不需考虑螺纹杆4螺旋升角的大小。
37.如图1所示，转动施力件2即为手制动设备的手摇把，手摇把上转动设有握把，操作人员手持握把便可驱动手摇把进行转动，当手制动装置处于完全缓解到位的状态时，滑动座5将与限位件7相抵，此时手摇把便只能朝着一个方向进行转动，即手摇把此时只能进行正转，而无法进行反转，从而很好的对手摇把起到转动限位的效果，避免出现反转误操作手摇把而产生安全隐患。
38.手摇把可以包括一呈圆形的转盘，转盘远离传动箱1的一侧的边缘设有连接块，握把可以转动安装在连接块上，当需要利用手摇把进行手动制动时，将握把转动至与转盘垂直的状态，从而便于操作人员对握把进行施力；当手动制动结束或在不需要使用手动制动时，将握把转动至与转盘平行的相贴状态，从而便于对握把进行收纳。
39.如图1所示，手摇把可以设置于传动箱1外部的右侧，在传动箱1的右表面可以设置有通孔，通孔的中部可以设置有轴承等机构，蜗杆30的一端在传动箱1内与蜗轮20相啮合，蜗杆30的另一端可以从通孔穿出传动箱1，并且在传动箱1外侧通过螺钉类的紧固机构与手摇把同轴相连。
40.传动轴3与螺纹杆4为一体成型的结构，均采用45钢制成，可以理解的是，在传动轴3的外表面进行切削加工制得螺纹杆4，螺纹杆4上的外螺纹可以采用梯形双线螺纹，梯形双线螺纹具有牙根强度高、传动精度高、加工工艺性好、多线螺纹传递效率高、螺丝螺母旋合摩擦力较小以及摩擦做功小等优点。双线螺纹导程等于两倍螺距，滑动座5与螺纹杆4之间不需通过螺纹实现自锁。其中，根据gb/t5796，螺纹杆4的公称直径(大径)为36mm(毫米)，螺距为6mm，导程为12mm，螺纹可以采用右旋，可将螺纹杆4标记为tr36x12(p6)。
41.根据本实用新型提供的手制动装置，还包括外罩13，外罩13的一端与传动箱1的外表面相贴，外罩13的另一端与限位件7相贴，滑动座5、螺纹杆4和止转件6均设置于外罩13内。限位件7可以为限位端盖，限位端盖将外罩13远离传动箱1的一侧进行封闭，从而利用限位件7和外罩13的相互配合，来起到封闭保护的作用。可以理解的是，利用限位件7和外罩13的配合，可以将滑动座5、螺纹杆4和止转件6包裹在封闭空腔中，一方面可以避免零部件裸露在外而受损，另一方面防止零部件运行的过程中对操作人员造成伤害。
42.如图2所示，根据本实用新型提供的手制动装置，止转件6包括止转杆，止转杆的一端与传动箱1相连接，止转杆的另一端与限位件7相连，从而使止转杆固定于传动箱1和限位件7之间，在滑动座5内设置有止转孔，止转孔用于容置止转杆。在将滑动座5进行安装时，滑动座5的螺纹孔螺纹安装在螺纹杆4上，而滑动座5的止转孔将与止转杆进行滑动连接，从而使螺纹杆4在转动的过程中能驱动滑动座5沿螺纹杆4进行滑动，而不会引起滑动座5的转动。
43.滑动座5可采用耐磨铸铁材料制成，其内部的螺纹孔内采用与前述螺纹杆4的外螺纹相适配的内螺纹，考虑到螺纹间载荷实际分布不均，滑动座5的螺纹孔中螺纹的扣数小于10，且滑动座5的高度不高于60mm。
44.在滑动座5的侧表面可以一体成型有连接耳11，止转孔可以开设在连接耳11中，从而实现滑动座5的止转。其中，在靠近限位件7的一侧，连接耳11与滑动座5的表面平齐，并且，连接耳11的厚度小于滑动座5的厚度，连接耳11与滑动座5的表面平齐便于下部的同时抵触限位件7，连接耳11厚度较小可以使滑动座5与连接耳11形成的整体机构的质量较轻，起到减重的效果。具体的，滑动座5的厚度可以为48mm，连接耳11的厚度可以为20mm。连接耳
11设置为至少两个，至少两个连接耳11在滑动座5的侧表面呈对称分布，止转件6与所述连接耳11相适配。如图3所示，连接耳11可以设置为弧形结构，连接耳11设置为两个且在滑动座5的两侧对称分布，此时，止转杆也设置为两个，且两个止转杆与两个连接耳11上的止转孔一一对应。
45.在本实用新型的另一种实施方式中，止转件6还能是凸出设置于外罩13内表面的止转条，止转条呈条形且沿平行于螺纹杆4的长度方向进行设置，在滑动座5的侧边设置止转槽，在滑动座5螺纹安装到螺纹杆4上后，止转条将卡接在卡槽中，这样的设置方式也可对滑动座5起到止转作用，以使螺纹杆4在转动的过程中驱动滑动座5沿螺纹杆4进行滑动，而不会引起滑动座5的转动。
46.根据本实用新型实施例提供的手制动装置，止转杆的一端延伸进传动箱1内，且在传动箱1内连接有固定端头8，止转杆的另一端延伸出限位件7，并且通过紧固件9与限位件7相互固定。可以理解的是，可以将止转杆设置为螺栓形状，具体可以采用m12长螺栓，其一端从传动箱1内穿出，然后依次穿过滑动座5和限位件7，在限位件7远离传动箱1的一侧通过螺母等紧固件9将限位件7与止转杆进行固定，止转杆一方面起到防止滑动座5发生转动的作用，另一方面还能起到固定外罩13和限位件7的作用。可以理解的是，外罩13和限位件7可以固定在止转杆的固定端头8和紧固件9之间，起到很好的位置固定的作用。
47.其中，在传动箱1内还可以设置有连接座10，在连接座10内设置有用于容置传动轴3的连接孔和用于容置止转杆的让位孔，以图2的视角来看，蜗轮20设置于连接座10的上方，位于蜗轮20下方的传动轴3穿过连接座10的连接孔以及传动箱1底部的通孔，从而使传动轴3在传动箱1的下方形成螺纹杆4，连接座10一方面便于止转杆进行连接，起到衬垫的作用，另一方面还能对蜗轮20起到一定的支撑效果，便于蜗轮20的稳定转动
48.限位件7在靠近所述滑动座5的一侧设有限位凸起12，当滑动座5抵触到限位凸起12上时，便可起到转动限位的作用，滑动座5运动至与限位凸起12相抵触的状态时，即对应为手制动完全缓解的状态，其中，限位凸起12的高度可以根据限位范围要求进行参数化设计，限位凸起12的横向截面可以设置为圆环形。
49.另一方面，本实用新型还提供一种转向架，该转向架设有前述的手制动装置，从而很好的对转向架起到手制动防反转的效果。
50.又一方面，本实用新型还提供一种轨道车辆，该轨道车辆包括前述的转向架，从而很好的对轨道车辆起到手制动防反转的效果。
51.在滑动座5与限位件7的限位凸起12相抵触时，手制动完全缓解的状态，滑动座5的直线运动距离理论公式为：
[0052][0053]
l为螺纹杆4或滑动座5的位移，ψ为螺纹杆4和滑动座5间的相对转角，当ψ＝2π时，螺纹杆4和传动轴3旋转一周，ph为螺纹杆4的导程。
[0054]
因此，可以根据传动轴3旋转的圈数，来确定滑动座5直线运动的距离。
[0055]
滑动螺旋的失效形式主要是螺纹的磨损、螺纹杆的变形、螺纹杆或螺牙的断裂，因此，滑动螺旋传动需考虑移动的设计准则，即要考虑耐磨性、稳定性和强度等问题。
[0056]
耐磨性主要限制螺纹工作面的压强，需满足的强度条件为：
[0057][0058]
其中，p为螺距，fa为轴向力，d2为螺纹中径，h为螺纹高度，在梯形螺纹中，h＝0.5p，h为滑动座旋合长度，[p]为许用压强。
[0059]
为保持稳定性，需满足：
[0060][0061]
其中，f
ac
为螺纹杆的稳定临界载荷，f
amax
为轴向力最大值，sf为2.5-4。
[0062]
为保持强度，螺纹杆需满足：
[0063][0064]
其中，fa为轴向力，d1为螺纹中径，t为螺纹杆扭矩，[σ]为许用应力。
[0065]
螺纹的强度需满足：
[0066][0067]
其中，fa为轴向力，d为滑动座的螺纹大径，b为螺纹牙低宽度，在梯形螺纹中，b＝0.643p，h为螺纹高度，[τ]为许用切应力，[δb]为许用弯曲应力。
[0068]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
技术特征：1.一种手制动装置，其特征在于，包括传动箱，内置蜗轮以及与所述蜗轮相啮合的蜗杆；转动施力件，在所述传动箱的外侧与所述蜗杆相连；传动轴，与所述蜗轮同轴连接，所述传动轴远离所述蜗轮的一端适于延伸出所述传动箱，且所述传动轴位于所述传动箱外的区域设有外螺纹，形成螺纹杆；滑动座，螺纹连接于所述螺纹杆；止转件，与所述滑动座相连，用于防止所述滑动座转动；限位件，与所述止转件相连，用于限制所述滑动座的滑行距离。2.根据权利要求1所述的手制动装置，其特征在于，所述止转件包括止转杆，所述止转杆的一端与所述传动箱相连，所述止转杆的另一端与所述限位件相连，所述滑动座内设有用于容置所述止转杆的止转孔。3.根据权利要求2所述的手制动装置，其特征在于，所述止转杆的一端适于延伸进所述传动箱内，且在所述传动箱内连接有固定端头，所述止转杆的另一端适于延伸出所述限位件，并通过紧固件与所述限位件相互固定。4.根据权利要求3所述的手制动装置，其特征在于，所述传动箱内设有连接座，所述连接座内设有用于容置所述传动轴的连接孔以及用于容置所述止转杆的让位孔。5.根据权利要求2所述的手制动装置，其特征在于，所述滑动座的侧表面设有连接耳，所述止转孔设置于所述连接耳。6.根据权利要求5所述的手制动装置，其特征在于，在靠近所述限位件的一侧，所述连接耳与滑动座的表面平齐，且所述连接耳的厚度小于所述滑动座的厚度。7.根据权利要求5所述的手制动装置，其特征在于，所述连接耳设置为至少两个，至少两个所述连接耳在所述滑动座的侧表面呈对称分布，所述止转件与所述连接耳相适配。8.根据权利要求1所述的手制动装置，其特征在于，所述限位件在靠近所述滑动座的一侧设有限位凸起。9.根据权利要求1-8任一项所述的手制动装置，其特征在于，还包括外罩，所述外罩的一端与所述传动箱的外表面相贴，所述外罩的另一端与所述限位件相贴，所述滑动座、螺纹杆和止转件均设置于所述外罩内。10.一种转向架，其特征在于，设有权利要求1-9任一项所述的手制动装置。
技术总结本实用新型涉及轨道车辆技术领域，提供一种手制动装置及转向架，手制动装置包括传动箱、转动施力件、传动轴、滑动座、止转件和限位件，传动箱内置蜗轮以及与蜗轮相啮合的蜗杆，转动施力件在传动箱的外侧与蜗杆相连，传动轴与蜗轮同轴连接，传动轴远离蜗轮的一端适于延伸出传动箱，且传动轴位于传动箱外的区域设有外螺纹，形成螺纹杆，滑动座螺纹连接于螺纹杆，止转件与滑动座相连，用于防止滑动座转动，限位件与止转件相连，用于限制滑动座的滑行距离。可通过此方式起到防止反转的作用，且利用上述方式可以使传动轴的转动圈数较多，更好的满足现阶段的使用需求，同时利用螺纹进丝可以很好的控制转动限位的精度。很好的控制转动限位的精度。很好的控制转动限位的精度。
技术研发人员：姜常尊 崔友江 周小莓 王云 张志光
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：2022.01.06
技术公布日：2022/7/5
