CN102661824A - 轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置，该装置由调频电机总成（A）、过载保护机构总成（B）、法兰式扭矩仪（C）、动力柔性传动机构总成（D）及水平承载平台（E）组成。调频电机总成（A）、过载保护机构总成（B）、法兰式扭矩仪（C）与动力柔性传动机构总成（D）均通过T型螺栓固定在水平承载平台（E）上，调频电机总成（A）的动力输出轴（4）与过载保护机构总成（B）的右端为键连接，过载保护机构总成（B）的左端通过其中的2号法兰（8）与法兰式扭矩仪（C）中的转子的右端螺栓连接，法兰式扭矩仪（C）的转子的左端与动力柔性传动机构总成（D）中的过渡轴总成（a）的4号法兰（23）采用螺栓连接。

Description

轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测试验装置，更具体地说，本发明涉及一种轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置。

背景技术

轨道车辆传动系统是车辆动力的传递的桥梁，其优劣关系到整车的动力性能，关系到整车的使用寿命及车辆的安全性。近年来，客车高速化的发展已成为趋势，同时对车辆传动系的性能有了更高的要求。轨道车辆在运行的过程中，电机、齿轮箱、联轴器及轴承等是传动系统中易受影响的部件，为了能更好的找到影响和制约传动系统在运营过程中下零部件失效的主要和关键性因素，以改进和提高即将开发的转向架传动系统，吉林大学设计并携手长春轨道客车股份有限公司开发了高速列车传动系统可靠性试验台。该试验台可以模拟车辆高速满负荷行驶时，传动系统在受激振的状态下，进行传动系统整体可靠性测试，通过测试传动系统在试验台条件下的输出扭矩及振动加速度等参数来反应轨道车辆传动系统的优劣，同时检验车辆牵引电机、轴承、齿轮箱、挠性联轴器等零部件的可靠性寿命。在这种条件下，必须有能为该试验台提供动力及实现动力传动的装置，而现有的扭矩传感器在高速旋转及振动的工况下测试的数值会受到严重的影响，传感器的精度无法保证。同时，现有的用于检测振动平台的检测试验装置比较少，不能够应用到所开发的传动系统试验台。

经检索中国专利公告号为201837487U，公告日为2011年05月18日，专利号为201020590346，申请日为2010年11月04日，发明创造名称为“动力挠性传动扭矩检测试验装置”，该专利提出了一种动力挠性传动扭矩检测装置，但是该装置中所设计的动力传递过渡轴两端的安装为圆柱形，增加了安装时的难度；而且该装置中采用的挠性传动部分，起传动作用的花键副为滑动摩擦，在高速的运转工况是易产生很高的热量而引起热腐蚀。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的问题，提供了一种轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置由调频电机总成、过载保护机构总成、法兰式扭矩仪、动力柔性传动机构总成及水平承载平台组成。

所述的调频电机总成由惯性飞轮、调频电机及冷却风机组成，惯性飞轮套装在调频电机中的动力输出轴的右端键连接。

所述的过载保护机构总成包括1号法兰、动力传递法兰轴、安全联轴器、2号法兰、1号平键及2号平键。1号法兰与动力传递法兰轴的大端法兰盘相接触并采用螺栓固定连接，1号法兰与动力传递法兰轴的回转轴线共线。动力传递法兰轴的圆柱轴端采用1号平键及2号平键和安全联轴器实现键连接，安全联轴器的外套筒的细轴端插入2号法兰的中心通孔内为过盈配合配合连接。

所述的法兰式扭矩仪中的转子左右两端面上均布有螺纹孔。

所述的动力柔性传动机构总成由过渡轴总成及动力柔性传动装置组成，过渡轴总成的左端和动力柔性传动装置的右端采用螺栓与法兰端面键固定连接。

所述的调频电机总成、法兰式扭矩仪与动力柔性传动机构总成均通过T型螺栓固定在水平承载平台上。调频电机总成的动力输出轴与过载保护机构总成的右端键连接，过载保护机构总成的左端通过其2号法兰与法兰式扭矩仪的转子右端螺栓连接，法兰式扭矩仪的转子左端与动力柔性传动机构总成中过渡轴总成中的4号法兰螺栓连接。

技术方案中所述的过渡轴总成包括1号法兰盘压盖、3号法兰、1号圆螺母、1号锁片、1号楔键、2号楔键、轴承座、过渡轴、3号楔键、4号楔键、2号锁片、2号圆螺母、4号法兰及2号法兰盘压盖。过渡轴装入轴承座内为转动连接，1号锁片与1号圆螺母依次安装在过渡轴的左端，2号锁片与2号圆螺母依次安装在过渡轴的右端，3号法兰采用1号楔键与2号楔键安装在过渡轴中的左端锥形轴上，2号法兰采用3号楔键与4号楔键安装在过渡轴中的右端锥形轴上，1号法兰盘压盖采用螺栓固定在过渡轴的左端面上，2号法兰盘压盖采用螺栓固定在过渡轴的右端面上；技术方案中所述的过渡轴的两端为左端锥形轴与右端锥形轴，左端锥形轴与右端锥形轴的锥度为1：10，左端锥形轴与右端锥形轴的锥形面上分别设置有上下对称的结构相同的两个楔形键槽，左端锥形轴与右端锥形轴之间为安装角接触球轴承的结构对称的圆柱形阶梯轴，圆柱形阶梯轴和左端锥形轴与右端锥形轴连接处的里侧设置有安装1号圆螺母与2号圆螺母的外螺纹，圆柱形阶梯轴上设置有外螺纹的位置加工有沿轴向的安装1号锁片与2号锁片的沟槽；技术方案中所述的轴承座包括轴承支座体、四个结构相同的角接触球轴承、两个结构相同的迷宫式油封甩油盘与两个结构相同的迷宫式油封轴承端盖。所述的轴承支座体由处于水平位置的过渡轴筒体、支撑壁板与安装底板组成。过渡轴筒体的通孔为左右对称结构的阶梯通孔，处于过渡轴筒体通孔两端最外侧的为安装角接触球轴承、迷宫式油封甩油盘及迷宫式油封轴承端盖的圆柱孔，安装底板上均布有安装螺栓的长条通孔。四个结构相同的角接触球轴承两个为一组，两组角接触球轴承安装在轴承支座体中过渡轴筒体通孔两端最外侧的圆柱孔内，两个结构相同的迷宫式油封甩油盘安装在两组角接触球轴承的外侧为接触连接，两个结构相同的迷宫式油封轴承端盖采用螺栓安装在轴承支座体中过渡轴筒体两端面上，并位于两个结构相同的迷宫式油封甩油盘的外侧，两个结构相同的迷宫式油封轴承端盖一侧的凸缘插入过渡轴筒体通孔两端最外侧的圆柱孔内，同时两个结构相同的迷宫式油封轴承端盖的中心通孔套装在两个结构相同的迷宫式油封甩油盘的内油盘环体上；技术方案中所述的迷宫式油封甩油盘为内圆环体与外圆环锥体所组成的阶梯形圆环状结构件，迷宫式油封甩油盘的中心处沿轴向设置有通孔，内圆环体一端的外圆环面上设置有三个迷宫环槽，外圆环锥体上设置有与迷宫式油封轴承端盖上的甩油盘定位安装槽配装的甩油盘定位安装环销及引流锥面。所述的迷宫式油封轴承端盖为环状盘形结构件，其中心处沿轴向设置有通孔，通孔的左端面上设置有甩油盘定位安装槽，通孔的内壁上设置有三个与迷宫式油封甩油盘上的三个迷宫环槽相配合的内壁迷宫环槽，内壁环槽上设置有回油孔；技术方案中所述的动力柔性传动装置由1号万向节双叉法兰、滚珠花键式传动轴与2号万向节双叉法兰组成。所述的滚珠花键式传动轴包括花键套管、花键套、花键轴、花键轴联接法兰、3号法兰盘压盖、1号连接楔键、2号连接楔键、6列花键轴滚动钢球、1号连接平键与2号连接平键。花键套管套装在花键套上并采用1号连接平键与2号连接平键连接。套装有花键套管的花键套套装在花键轴的左端，6列花键轴滚动钢球装入由花键套与花键轴所构成的6条通道内。花键轴联接法兰套装在花键轴右端的锥形轴上并采用1号连接楔键与2号连接楔键连接。3号法兰盘压盖通过螺栓固定连接在花键轴中锥形轴的右端面上，3号法兰盘压盖的环形左端面与花键轴联接法兰锥形孔的右端面接触连接。1号万向节双叉法兰与2号万向节双叉法兰结构相同，皆由1号法兰端面键、1号万向节法兰、1号十字轴、2号万向节法兰、2号法兰端面键、1号十字轴轴承、2号十字轴轴承、3号十字轴轴承和4号十字轴轴承组成。所述1号十字轴为垂直相交的两根轴所组成的对称结构件，每根轴的两端为工作轴颈，1号十字轴上回转轴线共线的一对工作轴颈套装有1号十字轴轴承和2号十字轴轴承，套装有1号十字轴轴承和2号十字轴轴承的一对工作轴颈安装在1号万向节法兰上的两节叉孔内为转动连接；1号十字轴上回转轴线共线的另一对工作轴颈套装有3号十字轴轴承和4号十字轴轴承，套装有3号十字轴轴承和4号十字轴轴承的一对工作轴颈安装在2号万向节法兰上的两节叉孔内为转动连接。所述的1号法兰端面键与2号法兰端面键皆为结构相同的条形结构件，1号法兰端面键与2号法兰端面键安装在1号万向节法兰与2号万向节法兰底面上的键槽内；技术方案中所述的花键轴的左端是圆柱体部分，圆柱体的圆柱面上沿轴向均布有三组花键槽，相邻两组花键槽之间的夹角为120度，每组花键槽由两列相互平行的横截面为半圆形的贯通的凹槽组成。花键轴的右端是锥形轴，锥度为1：10，锥形轴的锥形面上对称地设置有两个安装1号连接楔键与2号连接楔键的楔键槽，锥形轴的右端面上有设置有四个安装法兰盘压盖的螺纹孔。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中安装一台调频电机，可为被测振动平台提供驱动力，而且在选用的电机一端设计了飞轮，利用飞轮转动的惯性作用实现电机调频时的平稳变换。

2.本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置可实现被测振动平台的扭矩的精确检测，同时本装置中设计有两端为锥形的过渡轴部件，方便了轴端的安装，而且有效地吸收来自被测振动平台的振动和干扰，提高了检测的精度，保护了扭矩传感器。

3.本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所设置的可伸缩滚珠花键式十字轴万向传动装置将普通十字轴万向联轴器花键副的滑动摩擦配合方式转变为滚动摩擦配合方式，避免了由于大扭矩传递时平动摩擦产生大量热量而引起的热蚀等现象，从而减少了机械损失，提高了传动效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置结构组成的轴测投影图；

图2是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置结构组成的轴测投影图之二；

图3是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的调频电机总成的轴测投影图；

图4是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的过载保护机构总成的轴测投影图；

图5是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的过载保护机构总成的主视图上的全剖视图；

图6是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的过载保护机构总成的分解式轴测投影图；

图7-a是本发明所述的动轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的过载保护机构总成中的1号法兰的轴测投影图；

图7-b是本发明所述的动轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的过载保护机构总成中的1号法兰主视图上的全剖视图；

图8-a是本发明所述的动轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的过载保护机构总成中的动力传递法兰轴的轴测投影图；

图8-b是本发明所述的动轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的过载保护机构总成中的动力传递法兰轴主视图上的全剖视图；

图9是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的过载保护机构总成中的安全联轴器的轴测投影图；

图10-a是本发明所述的动轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的过载保护机构总成中的2号法兰的轴测投影图；

图10-b是本发明所述的动轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的过载保护机构总成中的2号法兰主视图上的全剖视图；

图11是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的法兰式扭矩仪的轴测投影图；

图12是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的动力柔性传动机构总成的轴测投影图；

图13是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的过渡轴总成的轴测投影图；

图14是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的过渡轴总成的分解式轴测投影图；

图15是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的过渡轴总成的主视图；

图16-a是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中的过渡轴总成所采用的锥形法兰的轴测投影图；

图16-b是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中的过渡轴总成所采用的锥形法兰主视图上的全剖视图；

图17是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中的过渡轴总成所采用的1号法兰盘压盖或2号法兰盘压盖的轴测投影图；

图18是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中的过渡轴总成所采用的过渡轴的轴测投影图；

图19是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的动力柔性传动装置的轴测投影图；

图20是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的滚珠花键式传动轴的轴测投影图；

图21是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的滚珠花键式传动轴的分解式轴测投影图；

图22是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的动力柔性传动机构总成中的1号十字轴式万向节双叉法兰的分解式轴侧投影图；

图23-a是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中的过渡轴总成所采用的迷宫式油封甩油盘与迷宫式油封轴承端盖装配体的轴测投影图；

图23-b是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中的过渡轴总成所采用的迷宫式油封甩油盘与迷宫式油封轴承端盖装配体主视图上的全剖视图；

图24-a是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中的过渡轴总成所采用的迷宫式油封甩油盘的轴测投影图；

图24-b是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中的过渡轴总成所采用的迷宫式油封甩油盘主视图上的全剖视图；

图25-a是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中的过渡轴总成所采用采用的迷宫式油封轴承端盖的轴测投影图；

图25-b是本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中的过渡轴总成所采用的迷宫式油封轴承端盖主视图上的全剖视图；

图中：A.调频电机总成，B.过载保护机构总成，C.法兰式扭矩仪，D.动力柔性传动机构总成，E.水平承载平台,a.过渡轴总成，b.动力柔性传动装置，c.1号十字轴式万向节双叉法兰，d.滚珠花键式传动轴，e.2号十字轴式万向节双叉法兰,1.惯性飞轮，2.调频电机，3.冷却风机，4.动力输出轴，5.1号法兰，6.动力传递法兰轴，7.安全联轴器，8.2号法兰，9.1号平键，10.2号平键，11.1号法兰盘压盖，12.3号法兰，13.1号圆螺母，14.1号锁片，15.1号楔键，16.2号楔键，17.轴承座，18.过渡轴，19.3号楔键，20.4号楔键，21.2号锁片，22.2号圆螺母，23.4号法兰，24.2号法兰盘压盖，25.角接触球轴承,26.迷宫式油封甩油盘,27.迷宫式油封轴承端盖,28.花键套管，29.花键套，30.花键轴，31.花键轴联接法兰,32.3号法兰盘压盖,33.1号连接楔键，34.2号连接楔键，35.6列花键轴滚动钢球，36.1号连接平键，37.2号连接平键,38.1号法兰端面键，39.1号万向节法兰，40.1号十字轴，41.2号万向节法兰，42.2号法兰端面键,43.轴承支座体，44.甩油盘定位安装环销，45.引流斜面，46.甩油盘定位安装槽，47.回油孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

参阅图1、2，所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置是由调频电机总成A、过载保护机构总成B、法兰式扭矩仪C、动力柔性传动机构总成D及水平承载平台E组成。所述的调频电机总成A、过载保护机构总成B、法兰式扭矩仪C、动力柔性传动机构总成D均通过T型螺栓固定在水平承载平台E上。调频电机总成A的动力输出轴4与过载保护机构总成B的一（右）端键连接实现动力输出；过载保护机构总成B另一（左）端通过2号法兰8及螺栓与法兰式扭矩仪C的转子一（右）端连接；法兰式扭矩仪C转子的另一（左）端通过螺栓与动力柔性传动机构总成D中的过渡轴总成a中的4号法兰23固定连接，实现动力传动过程中扭矩及转速的实时检测。

参阅图2、3，所述的调频电机总成A主要由惯性飞轮1、调频电机2及冷却风机3组成，所述的惯性飞轮1是圆盘状结构，在惯性飞轮1径向的厚度是不同的，靠近惯性飞轮1的飞轮中心的部位比较薄，远离惯性飞轮1中心即靠近边缘的部位比较厚，就是说所涉及的惯性飞轮1的质量多数集中于惯性飞轮1的外缘，根据转动惯量的计算公式：J=MR²可知，该结构的惯性飞轮1在质量一定的情况下获得更大的转动惯量，提高了惯性飞轮1的储能作用.惯性飞轮1的中心处留有轴向通孔，惯性飞轮1的中心处的轴向通孔上设置有一个键槽和调频电机2的动力输出轴4的右端通过一个普通平键配合连接，惯性飞轮1的应用实现调频电机2调频时的平稳变换，减少了动力传动过程中速度的波动；所述的调频电机2及冷却风机3的设计参照西安异步电机有限公司生产的型号为YKK5003-8的高压电动机制造，其中，调频电机2设计所需的额定功率为900KW,额定转速为1700r/min。

参阅图4至图10-b，所述的过载保护机构总成B主要由1号法兰5、动力传递法兰轴6、安全联轴器7、2号法兰8、1号平键9、2号平键10及标准螺栓组成。所述的1号法兰5通过其轴向通孔的上下对称的两个键槽与调频电机2的动力输出轴4的上下对称的两个键槽配合键连接实现动力的传输；所述的1号法兰5的大端法兰盘与动力传递法兰轴6的大端法兰盘相接触，并通过螺栓穿过1号法兰5与动力传递法兰轴6的大端圆盘上的通孔紧密联接，1号法兰5与动力传递法兰轴6的回转轴线共线；动力传递法兰轴6的圆柱轴端设置有上下对称的两个键槽，通过1号平键9及2号平键10和套装在动力传递法兰轴6的圆柱轴端的安全联轴器7实现键连接；安全联轴器7的外套筒的细轴端插入2号法兰8的中心轴向通孔内成过盈配合配合连接，安全联轴器7在动力传递过程中起到扭矩限制与过载保护的作用。

所述的动力传递法兰轴6由大端圆盘和伸出的圆柱轴端组成，动力传递法兰轴6的大端圆盘的靠近圆周边缘上均布有若干通孔，采用螺栓与1号法兰5实现固定连接，动力传递法兰轴6的圆柱轴端上下设置有对称的两个键槽，通过1号平键9及2号平键10实现与安全联轴器7的配合联接。

参阅图11，图中为本发明所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置中所采用的型号为JN338-AF系列法兰式扭矩仪C，法兰式扭矩仪C中的转子左右两端面上均布有螺纹孔，通过螺栓实现了和过载保护机构总成B中的2号法兰8及过渡轴总成a中的4号法兰23的固定联接，为扭矩与转速的检测提供了条件。

参阅图12，所述的动力柔性传动机构总成D主要由过渡轴总成a及动力柔性传动装置b组成。过渡轴总成a的左端与动力柔性传动装置b的右端通过螺栓及法兰端面键固定连接，过渡轴总成a的右端与动力柔性传动装置b的左端和轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置的相关设备相连接。

参阅图13至图18，所述的过渡轴总成a主要由1号法兰盘压盖11、3号法兰12、1号圆螺母13、1号锁片14、1号楔键15、2号楔键16、轴承座17、过渡轴18、3号楔键19、4号楔键20、2号锁片21、2号圆螺母22、4号法兰23、2号法兰盘压盖24即各种标准螺栓组成。

过渡轴18装入轴承座17内为转动连接。1号锁片14与1号圆螺母13配合使用，依次安装在过渡轴18的左端，通过1号圆螺母13的内螺纹与过渡轴18上的外螺纹紧固联接在轴承座17的左端，实施例中的1号锁片14所采用的标准为GB/T858-1988，1号圆螺母13所采用的标准为GB/T812-1988。2号锁片21与2号圆螺母22配合使用，依次安装在过渡轴18的右端，通过2号圆螺母22的内螺纹与过渡轴18上的外螺纹紧固联接在轴承座17的右端。所述的1号法兰12通过楔键即1号楔键15与2号楔键16和过渡轴18的左锥形轴上的楔形键槽配合实现1号法兰12与过渡轴18左端的键连接，同时1号法兰盘压盖11通过螺栓固定在过渡轴18的左锥形轴的左端面上，1号法兰盘压盖11的右环形端面与1号法兰12上阶梯通孔的左端面接触连接，通过拧紧螺栓使1号法兰盘压盖11压紧1号法兰12，实现过渡轴18左端轴与1号法兰12的紧密连接。2号法兰23通过3号楔键19与4号楔键20和过渡轴18的右锥形轴上的楔形键槽配合实现2号法兰23与过渡轴18右端的键连接，同时2号法兰盘压盖24通过螺栓固定过渡轴18的右锥形轴的右端面上，2号法兰盘压盖24的左环形端面与2号法兰23上阶梯通孔的右端面接触连接，通过拧紧螺栓使2号法兰盘压盖24压紧2号法兰23，实现过渡轴18的右锥形轴与2号法兰23的紧密连接。1号圆螺母13与2号圆螺母12结构完全相同；1号锁片14与2号锁片21结构完全相同；1号楔键15、2号楔键16、3号楔键19与4号楔键20结构完全相同。

参阅图15，所述的轴承座17包括轴承支座体43、四个结构完全相同的角接触球轴承25、两个结构完全相同的迷宫式油封甩油盘26及两个结构完全相同的迷宫式油封轴承端盖27。实施例中四个结构完全相同的角接触球轴承25采用型号为FAG 7224C的轴承；轴承支座体43由处于水平位置的过渡轴筒体、支撑壁板与安装底板组成，过渡轴筒体、支撑壁板与安装底板依次固定连接成一体，可采用焊接或铸造方式制成，过渡轴筒体的通孔回转轴线和安装底板平行，过渡轴筒体的通孔为左右对称结构的阶梯通孔，处于过渡轴筒体通孔两端最外侧的是用来安装角接触球轴承25、迷宫式油封甩油盘26及迷宫式油封轴承端盖27的圆柱孔，安装底板上均布有安装螺栓的长条通孔。四个结构完全相同的角接触球轴承15中的两个为一组，两组角接触球轴承15安装在处于过渡轴筒体通孔两端最外侧的圆柱孔内，两个结构相同的迷宫式油封甩油盘26安装在两组角接触球轴承25的外侧为接触连接，两个结构相同的迷宫式油封轴承端盖27采用螺栓安装在轴承支座体43中过渡轴筒体两端面上，并位于两个结构相同的迷宫式油封甩油盘26的外侧，两个结构相同的迷宫式油封轴承端盖27一侧的凸缘插入过渡轴筒体通孔两端最外侧的圆柱孔内，同时两个结构相同的迷宫式油封轴承端盖27的中心通孔套装在两个结构相同的迷宫式油封甩油盘26的内油盘环体上。

过渡轴18装入轴承座17内为转动连接是指：过渡轴18装入两组角接触球轴承25、两个结构相同的迷宫式油封甩油盘26与两个结构相同的迷宫式油封轴承端盖27内为转动连接。或者说：两组角接触球轴承25分别套装过渡轴18的两端，即所述的过渡轴总成a中的过渡轴18通过两组角接触球轴承25安装在轴承支座体43上端的通孔内为转动连接。两组角接触球轴承25中内侧的角接触球轴承25的内轴承环的里侧端面和过渡轴18的轴肩的右环形端面接触连接，两组角接触球轴承25中外侧的角接触球轴承25的内轴承环的右端面和两个结构相同的迷宫式油封甩油盘26的内油盘环体的左端面接触连接（迷宫式油封甩油盘26中与角接触球轴承25接触的内油盘环体兼做轴承内环定位挡圈），1个迷宫式油封甩油盘26的内油盘环体的右端面和2号锁片21与2号圆螺母22依次接触连接，另1个迷宫式油封甩油盘26的内油盘环体的左端面和1号锁片14与1号圆螺母13依次接触连接并起到轴向定位的作用。迷宫式油封甩油盘26与迷宫式油封轴承端盖27配合使用，为轴承座17提供油封和气封作用，在过渡轴18左右两端的迷宫式油封轴承端盖27的外侧通过1号锁片14与1号圆螺母13的依次安装及拧紧和2号锁片21与2号圆螺母22的依次安装及拧紧，提高了轴承的预紧度。

所述的过渡轴18为左右对称的轴类结构件，两端为锥形轴即左端锥形轴与右端锥形轴，左端锥形轴与右端锥形轴的锥度为1：10，左端锥形轴与右端锥形轴的锥形面上分别设置有上下对称的结构相同的两个楔形键槽，过渡轴18左端锥形轴通过1号楔键15与2号楔键16和3号法兰12配合键连接；过渡轴18的右端锥形轴通过3号楔键19与4号楔键20和4号法兰23配合键连接。左端锥形轴与右端锥形轴之间为安装四个结构完全相同的角接触球轴承25的结构对称的圆柱形阶梯轴，圆柱形阶梯轴和左端锥形轴与右端锥形轴连接处的里侧设置有安装1号圆螺母13与2号圆螺母22的外螺纹，圆柱形阶梯轴上设置有外螺纹的位置设置有沿轴向的安装1号锁片14与2号锁片21的沟槽。所述的过渡轴18依据UNI6787-71标准加工制造，承受交变径向10T和轴向8T动载荷。

参阅图23至图25，所述的迷宫式油封甩油盘26为内圆环体与外圆环锥体所组成的阶梯形圆环状结构件，迷宫式油封甩油盘26的中心处沿轴向设置有通孔，内圆环体一端的外圆环面上设置有三个迷宫环槽，以加大油的流动阻力；迷宫式油封甩油盘26的外圆环锥体的右侧设置有甩油盘定位安装环销44及引流锥面45，甩油盘定位安装环销44装入到迷宫式油封轴承端盖27上的甩油盘定位安装槽46中，二者之间为间隙配合联接。

所述的迷宫式油封轴承端盖27为环状盘形结构件，其中心处沿轴向设置有通孔，通孔的左端面上设置有甩油盘定位安装槽46，通孔的内壁上设置有三个内壁迷宫环槽，三个内壁迷宫环槽与迷宫式油封甩油盘26较细一端轴的外表面上设置有三个迷宫环槽相配合，构成凹凸环形密封齿结构，同时内壁环槽上设置有回油孔47。在高速转动的过程中，飞溅的润滑剂沿引流斜面45逐渐攀升经甩油盘定位安装环销44、甩油盘定位安装槽46溢流到迷宫式油封甩油盘26及迷宫式油封轴承端盖27所构成的凹凸环形密封齿结构中，溢流的润滑剂每通过一道密封齿，必会遇到很大的阻力，产生节流效应，减弱润滑剂的速度，减弱后的润滑剂顺着密封齿中间的齿隙流淌到迷宫式油封轴承端盖27环形空腔的下部，然后，通过到环形空腔下部的回油孔返回到轴承支座体43中，实现防止润滑剂外漏的作用。

参阅图19，所述的动力柔性传动装置b由滚珠花键式传动轴d、1号十字轴式万向节双叉法兰c及2号十字轴式万向节双叉法兰e组成。所述的滚珠花键式传动轴d的左右两端和1号十字轴式万向节双叉法兰c及2号十字轴式万向节双叉法兰e通过螺栓固定连接。所述的1号十字轴式万向节双叉法兰c和2号十字轴式万向节双叉法兰e结构相同，1号十字轴式万向节双叉法兰c及2号十字轴式万向节双叉法兰e和所述的滚珠花键式传动轴d同轴，1号十字轴式万向节双叉法兰c及2号十字轴式万向节双叉法兰e作为动力柔性传动装置b和其它装置连接的两个连接端。

参阅图20与图21，所述的滚珠花键式传动轴d主要由花键套管28、花键套29、花键轴30、花键轴联接法兰31、3号法兰盘压盖32、1号连接楔键33、2号连接楔键34、6列花键轴滚动钢球35、1号连接平键36及2号连接平键37组成。

所述的花键套管28通过1号连接平键36及2号连接平键37和花键套29为套装刚性连接，花键套管28与花键套29之间在圆周方向没有相对运动，在轴向可相对滑动便于拆装，实现两者的动力传递。所述的花键套29通过6列花键轴滚动钢球35套装在花键轴30上成滚动连接，6列花键轴滚动钢球35在花键套29及花键轴30所构成的圆形通道内滚动，实现了所述的滚珠花键式传动轴d的轴向伸缩。所述的花键轴联接法兰31通过1号连接楔键33与2号连接楔键34套装在花键轴30中的锥形轴端成刚性连接。花键轴30中的锥形轴端的端面与3号法兰盘压盖32相接触（花键轴30中的锥形轴端面上的四个螺纹孔与中心处带有圆形凸台的3号法兰盘压盖32上的四个轴向通孔对正）并通过螺栓固定连接，3号法兰盘压盖32的环形左端面与花键轴联接法兰31锥形孔的右端面接触连接，实现花键轴联接法兰31与花键轴30之间的定位，并达到要求的预紧力。花键轴30的花键部分参照THK滚珠花键产品的技术要求制造。

所述的花键轴30的左端是圆柱体形部分，圆柱体的圆柱面上沿轴向均布有三组花键槽，相邻两组花键槽之间的夹角为120度，每组花键槽由两列相互平行的横截面为半圆形的贯通的凹槽组成，花键轴30的右端是锥形轴，锥度为1：10，锥形轴的锥形面的上下对称地设置有两个安装1号连接楔键33与2号连接楔键34的楔键槽，锥形轴的右端面上有设置有四个用于安装法兰盘压盖32的螺纹孔

参阅图22，所述的1号十字轴式万向节双叉法兰c及2号十字轴式万向节双叉法兰e结构相同，都是由1号法兰端面键38、1号万向节法兰39、1号十字轴40、2号万向节法兰41、2号法兰端面键42、1号十字轴轴承、2号十字轴轴承、3号十字轴轴承和4号十字轴轴承组成。所述的1号万向节法兰装置c和2号万向节法兰装置e参照SWC225BH产品制造。

所述1号十字轴40为垂直相交的两根轴所组成的对称结构件，每根轴的两端为工作轴颈，1号十字轴40共有四个轴颈。1号十字轴40上回转轴线共线的对称的一对工作轴颈通过锁片螺钉套装有1号十字轴轴承和2号十字轴轴承，套装有1号十字轴轴承和2号十字轴轴承的一对工作轴颈安装在1号万向节法兰39上的两节叉孔内为转动连接，1号十字轴40上回转轴线共线的对称的另一对工作轴颈通过锁片螺钉套装有3号十字轴轴承和4号十字轴轴承，套装有3号十字轴轴承和4号十字轴轴承的一对工作轴颈安装在2号万向节法兰41上的两节叉孔内为转动连接。所述的1号法兰端面键38与2号法兰端面键42结构相同，1号法兰端面键38与2号法兰端面键42皆为对称的条形结构件，1号法兰端面键38与2号法兰端面键42安装在1号万向节法兰39与2号万向节法兰41底面所设置的键槽内，起到径向固定的作用。

所述的动力柔性传动机构总成D中的动力柔性传动装置b在传递过程中，允许有一定的轴向窜动以及一定角度的偏移，因此可以进行动力的柔性传动，而且该装置实现了传动轴轴向伸缩运动，在轴向伸缩运动的同时可传递更大的扭矩。

参阅图4至图10，所述的过载保护机构总成B包括1号法兰5、动力传递法兰轴6、安全联轴器7、2号法兰8、1号平键9与2号平键10。

1号法兰5的大端法兰盘与动力传递法兰轴6的大端法兰盘采用螺栓固定连接，安全联轴器7套装在动力传递法兰轴6的中心轴上为键连接，2号法兰8套装在安全联轴器7上。过载保护机构总成B中的安全联轴器7在动力传递过程中起到动力及扭矩过载的保护作用，当调频电机2提供的驱动力矩过大时，安全联轴器7自动断开切断调频电机2和动力输出轴4间的连接，保护法兰式扭矩仪C。

Claims (7)

1.一种轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置，其特征在于，所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置由调频电机总成（A）、过载保护机构总成（B）、法兰式扭矩仪（C）、动力柔性传动机构总成（D）及水平承载平台（E）组成；

所述的调频电机总成（A）由惯性飞轮（1）、调频电机（2）及冷却风机（3）组成，惯性飞轮（1）套装在调频电机（2）中的动力输出轴（4）的右端键连接；

所述的过载保护机构总成（B）包括1号法兰（5）、动力传递法兰轴（6）、安全联轴器（7）、2号法兰（8）、1号平键（9）及2号平键（10），1号法兰（5）与动力传递法兰轴（6）的大端法兰盘相接触并采用螺栓固定连接，1号法兰（5）与动力传递法兰轴（6）的回转轴线共线；动力传递法兰轴（6）的圆柱轴端采用1号平键（9）及2号平键（10）和安全联轴器（7）实现键连接，安全联轴器（7）的外套筒的细轴端插入2号法兰（8）的中心通孔内为过盈配合配合连接；

所述的法兰式扭矩仪（C）中的转子左右两端面上均布有螺纹孔；

所述的动力柔性传动机构总成（D）由过渡轴总成（a）及动力柔性传动装置（b）组成，过渡轴总成（a）的左端和动力柔性传动装置（b）的右端采用螺栓与法兰端面键固定连接；

所述的调频电机总成（A）、法兰式扭矩仪（C）与动力柔性传动机构总成（D）均通过T型螺栓固定在水平承载平台（E）上，调频电机总成（A）的动力输出轴（4）与过载保护机构总成（B）的右端键连接，过载保护机构总成（B）的左端通过其2号法兰（8）与法兰式扭矩仪（C）的转子右端螺栓连接，法兰式扭矩仪（C）的转子左端与动力柔性传动机构总成（D）中过渡轴总成（a）中的4号法兰（23）螺栓连接。

2.按照权利要求1所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置，其特征在于，所述的过渡轴总成（a）包括1号法兰盘压盖（11）、3号法兰（12）、1号圆螺母（13）、1号锁片（14）、1号楔键（15）、2号楔键（16）、轴承座（17）、过渡轴（18）、3号楔键（19）、4号楔键（20）、2号锁片（21）、2号圆螺母（22）、4号法兰（23）及2号法兰盘压盖（24）；

过渡轴（18）装入轴承座（17）内为转动连接，1号锁片（14）与1号圆螺母（13）依次安装在过渡轴（18）的左端，2号锁片（21）与2号圆螺母（22）依次安装在过渡轴（18）的右端，3号法兰（12）采用1号楔键（15）与2号楔键（16）安装在过渡轴（8）中的左端锥形轴上，2号法兰（23）采用3号楔键（19）与4号楔键（20）安装在过渡轴（18）中的右端锥形轴上，1号法兰盘压盖（11）采用螺栓固定在过渡轴（18）的左端面上，2号法兰盘压盖（24）采用螺栓固定在过渡轴（18）的右端面上。

3.按照权利要求2所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置，其特征在于，所述的过渡轴（18）的两端为左端锥形轴与右端锥形轴，左端锥形轴与右端锥形轴的锥度为1：10，左端锥形轴与右端锥形轴的锥形面上分别设置有上下对称的结构相同的两个楔形键槽，左端锥形轴与右端锥形轴之间为安装角接触球轴承（25）的结构对称的圆柱形阶梯轴，圆柱形阶梯轴和左端锥形轴与右端锥形轴连接处的里侧设置有安装1号圆螺母（13）与2号圆螺母（22）的外螺纹，圆柱形阶梯轴上设置有外螺纹的位置加工有沿轴向的安装1号锁片（14）与2号锁片（21）的沟槽。

4.按照权利要求2所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置，其特征在于，所述的轴承座（17）包括轴承支座体（43）、四个结构相同的角接触球轴承（25）、两个结构相同的迷宫式油封甩油盘（26）与两个结构相同的迷宫式油封轴承端盖（27）；

所述的轴承支座体（43）由处于水平位置的过渡轴筒体、支撑壁板与安装底板组成，过渡轴筒体的通孔为左右对称结构的阶梯通孔，处于过渡轴筒体通孔两端最外侧的为安装角接触球轴承（25）、迷宫式油封甩油盘（26）及迷宫式油封轴承端盖（27）的圆柱孔，安装底板上均布有安装螺栓的长条通孔；

四个结构相同的角接触球轴承（25）两个为一组，两组角接触球轴承（15）安装在轴承支座体（43）中过渡轴筒体通孔两端最外侧的圆柱孔内，两个结构相同的迷宫式油封甩油盘（26）安装在两组角接触球轴承（15）的外侧为接触连接，两个结构相同的迷宫式油封轴承端盖（27）采用螺栓安装在轴承支座体（43）中过渡轴筒体两端面上，并位于两个结构相同的迷宫式油封甩油盘（26）的外侧，两个结构相同的迷宫式油封轴承端盖（27）一侧的凸缘插入过渡轴筒体通孔两端最外侧的圆柱孔内，同时两个结构相同的迷宫式油封轴承端盖（27）的中心通孔套装在两个结构相同的迷宫式油封甩油盘（26）的内油盘环体上。

5.按照权利要求4所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置，其特征在于，所述的迷宫式油封甩油盘（26）为内圆环体与外圆环锥体所组成的阶梯形圆环状结构件，迷宫式油封甩油盘（26）的中心处沿轴向设置有通孔，内圆环体一端的外圆环面上设置有三个迷宫环槽，外圆环锥体上设置有与迷宫式油封轴承端盖上的定位安装槽（46）配装的甩油盘定位安装环销（44）及引流锥面（45）；

所述的迷宫式油封轴承端盖（27）为环状盘形结构件，其中心处沿轴向设置有通孔，通孔的左端面上设置有甩油盘定位安装槽（46），通孔的内壁上设置有三个与迷宫式油封甩油盘（16）上的三个迷宫环槽相配合的内壁迷宫环槽，内壁环槽上设置有回油孔。

6.按照权利要求1所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置，其特征在于，所述的动力柔性传动装置（b）由1号万向节双叉法兰（c）、滚珠花键式传动轴（d）与2号万向节双叉法兰（e）组成；

所述的滚珠花键式传动轴（d）包括花键套管（28）、花键套（29）、花键轴（30）、花键轴联接法兰（31）、3号法兰盘压盖（32）、1号连接楔键（33）、2号连接楔键（34）、6列花键轴滚动钢球（35）、1号连接平键（36）与2号连接平键（37）；

花键套管（28）套装在花键套（29）上并采用1号连接平键（36）与2号连接平键（37）连接，套装有花键套管（28）的花键套（29）套装在花键轴（30）的左端，6列花键轴滚动钢球（35）装入由花键套（29）与花键轴（30）所构成的6条通道内，花键轴联接法兰（31）套装在花键轴（30）右端的锥形轴上并采用1号连接楔键（33）与2号连接楔键（34）连接，3号法兰盘压盖（32）通过螺栓固定连接在花键轴（30）中锥形轴的右端面上，3号法兰盘压盖（32）的环形左端面与花键轴联接法兰（31）锥形孔的右端面接触连接；

1号万向节双叉法兰（c）与2号万向节双叉法兰（e）结构相同，皆由1号法兰端面键（38）、1号万向节法兰（39）、1号十字轴（40）、2号万向节法兰（41）、2号法兰端面键（42）、1号十字轴轴承、2号十字轴轴承、3号十字轴轴承和4号十字轴轴承组成；

所述1号十字轴（40）为垂直相交的两根轴所组成的对称结构件，每根轴的两端为工作轴颈，1号十字轴（40）上回转轴线共线的一对工作轴颈套装有1号十字轴轴承和2号十字轴轴承，套装有1号十字轴轴承和2号十字轴轴承的一对工作轴颈安装在1号万向节法兰（39）上的两节叉孔内为转动连接，1号十字轴（40）上回转轴线共线的另一对工作轴颈套装有3号十字轴轴承和4号十字轴轴承，套装有3号十字轴轴承和4号十字轴轴承的一对工作轴颈安装在2号万向节法兰（41）上的两节叉孔内为转动连接；

所述的1号法兰端面键（38）与2号法兰端面键（42）皆为结构相同的条形结构件，1号法兰端面键（38）与2号法兰端面键（42）安装在1号万向节法兰（39）与2号万向节法兰（41）底面上的键槽内。

7.按照权利要求6所述的轨道车辆传动系试验台动力柔性传动扭矩检测装置，其特征在于，所述的花键轴（30）的左端是圆柱体部分，圆柱体的圆柱面上沿轴向均布有三组花键槽，相邻两组花键槽之间的夹角为120度，每组花键槽由两列相互平行的半圆形的贯通的凹槽组成，花键轴（30）的右端是锥形轴，锥度为1：10，锥形轴的锥形面上对称地设置有两个安装1号连接楔键（33）与2号连接楔键（34）的楔键槽，锥形轴的右端面上有设置有四个安装法兰盘压盖（32）的螺纹孔。

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