CN104421347B - 弹性联轴节 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种弹性联轴节，包括传动盘、拉杆、橡胶球关节、传动销和连接螺杆；传动盘包括成一体的电机轴套接部和3个连接部；拉杆、橡胶球关节和螺栓设有相同的6个，拉杆包括成一体的位于两端的圆环部和中间的直线板体；橡胶球关节包括内圈、外圈和橡胶夹层；橡胶球关节的橡胶夹层设于内圈与外圈之间；传动盘与拉杆用传动销固定连接；橡胶球关节设置在拉杆的圆环部的安装孔内，使用时通过螺栓穿过橡胶球关节将拉杆与车轮固定连接。本发明的弹性联轴节将驱动电机与车辆轮对直接连接，克服了传统的带齿轮箱传动系统固有的缺陷，提高了系统控制精度，传动效率高、节能效果明显且直驱系统体积小、重量轻，噪声低，维护方便。

Description

弹性联轴节

技术领域

本发明涉及联轴节领域，具体涉及一种城市轨道交通列车永磁直驱牵引电机用的弹性联轴节。

背景技术

目前的电机车大都是基于感应电机和减速器的动力传动系统，联轴器（又称联轴节）是机车转向架驱动系统的重要组成部分,它将牵引电机轴和齿轮传动系统联接在一起,从而实现将牵引电机的扭矩通过传动连结部分传递到车轮。驱动系统中的联轴器的基本作用一是同心轴间力矩传递；二是适应轴肩间的径向、轴向及偏角三向变位；三是提供驱动轴系必要的弹性,以降低传动噪声。驱动电机和列车轮毂之间的联轴器通过中间拉环传递电机的牵引力，联轴器只传递动力，不承受电机本身的重力。传统的机械传动模式的不足之处在于不具有减振和吸振作用,机械传动运转不够平稳；联轴器对两轴的相对位移不具有补偿作用，缓冲和减振功能相对较弱；而且还存在诸如系统噪音大、摩擦损耗高、能量损失大、机械间隙或弹性变形等影响系统精度、系统传动速度无法提高、系统维护保养成本高、系统寿命短等不足。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术的不足，提供一种将驱动电机产生的转矩直接传递给列车轮毂的弹性联轴节，该弹性联轴节具有补偿两轴相对位移、缓冲、减振以及安全防护功能，且还承受电机的重量。

本发明的技术方案是：本发明的弹性联轴节，其结构特点是：包括传动盘、拉杆、橡胶球关节、传动销和连接螺栓；上述的传动盘包括成一体的电机轴套接部和3个连接部；拉杆设有相同的6个，拉杆包括成一体的位于两端的圆环部和两个圆环部中间的直线板体，拉杆的一侧的圆环部上设有连接用的销孔，拉杆的另一侧的圆环部上设有橡胶球关节安装孔；橡胶球关节整体形状为中空的圆柱体，包括内圈、外圈和橡胶夹层；橡胶球关节的橡胶夹层设于内圈的外壁与外圈的内壁之间；橡胶球关节和连接螺栓均设置6个；

上述的传动盘通过其3个连接部分别与6个拉杆用传动销销接；6个橡胶球关节分别固定安装于6个拉杆的橡胶球关节安装孔内；

使用时，通过6个连接螺栓分别穿过6个橡胶球关节的内圈的中空部位将弹性联轴节和机车车轮固定连接；传动盘的电机轴套接部与机车的驱动电机的转轴的一端固定连接。

进一步的方案是：上述的传动盘的电机套接部的整体形状为一个前后向的中空的圆柱体；其内径与机车上的驱动电机的转轴的外径相适应；传动盘的3个连接部围绕电机套接部的周边均匀设置；连接部包括成一体的弧形加强板和后连接板；连接部的弧形加强板为前窄后宽的基本呈梯形的板体件，且其外端面为弧形；后连接板为内、外两端呈弧形的平板，后连接板的两端偏中间处各设有1个连接用的销孔；连接部的弧形加强板由其内端面与电机套接部的外端面成一体连接；弧形加强板的后侧外端与后连接板的内端成一体连接；弧形加强板与后连接板的连接处设有通孔。

进一步的方案是：上述的橡胶球关节的内圈包括成一体的本体和球形突起；内圈的本体为中空的圆柱体，内圈的球形突起设置在本体的中段外壁上且与本体一体连接；外圈包括成一体的基体和环形突出部；基体整体为中空的圆柱体，基体的中段内壁上设有向内凹进的球形缺口，该球形缺口与内圈的球形突起相配合；环形突出部设置在基体的上端；

上述的橡胶夹层为上、下球顶被切除的中空的球形一体件；橡胶夹层设置在内圈的球形突起的外壁与外圈的基体的球形缺口的内壁之间。

进一步的方案还有：上述的传动销为一体成型的钢制柱销，其外端包有弹性层。

本发明具有积极的效果：（1）利用本发明的弹性联轴节将驱动电机与车辆轮对直接连接的传动系统，克服了传统的带齿轮箱传动系统固有的缺陷，避免了机械传动环节的机械间隙或者机械弹性变形等影响，提高了系统控制精度。（2）利用本发明的弹性联轴节的直驱系统传动效率高，比传统系统效率提高20%-60%，节能效果明显。（3）采用本发明的弹性联轴节的直驱系统体积小，重量轻，噪声低，维护方便且维护成本较低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，图中还显示了其与列车车轮的连接关系；

图2为本发明的立体结构示意图，图中还显示了其与列车车轮的连接关系；

图3为图2中的拉杆的放大结构示意图，图中还显示了安装在拉杆上的橡胶球关节；

图4为图3中的橡胶球关节的放大的纵向剖视图。

上述附图中的附图标记如下：

传动盘1，电机轴套接部11，连接部12，弧形加强板12-1，后连接板12-2，通孔12-3，

拉杆2，销孔21，

橡胶球关节3，内圈31，本体31-1，球形突起31-2，外圈32，基体32-1，环形突出部32-2，橡胶夹层33，

传动销4，

连接螺栓5，

车轮6。

具体实施方式

（实施例1）

见图1至图3，本实施例的弹性联轴节由传动盘1、拉杆2、橡胶球关节3、传动销4和连接螺栓5组成。

传动盘1为异形一体件。传动盘1由电机轴套接部11和连接部12组成。电机套接部11的整体形状为一个前后向的中空的圆柱体；其内径与列车机车上的驱动电机的转轴的外径相适应。连接部12设有结构相同的3个，该3个连接部12围绕电机套接部11的周边均匀设置，也即每2个连接部12之间的夹角均相同。连接部12由成一体的弧形加强板12-1和后连接板12-2组成。连接部12的弧形加强板12-1为前窄后宽的基本呈梯形的板体件，且其外端面为弧形；后连接板12-2为内、外两端呈弧形的平板，后连接板12-2的两端偏中间处各设有1个连接用的销孔。连接部12的弧形加强板12-1由其内端面与电机套接部11的外端面成一体连接；弧形加强板12-1的后侧外端与后连接板12-2的内端成一体连接。弧形加强板12-1与后连接板12-2的连接处设有通孔12-3。

拉杆2设有相同的6个。拉杆2为板体件，拉杆2由两端的圆环部和两个圆环部之间的直线板体成一体组成；拉杆2的一侧的圆环部上设有连接用的销孔21，拉杆2的另一侧的圆环部上设有橡胶球关节安装孔。

参见图4，橡胶球关节3共设有相同的6个。橡胶球关节3整体形状为中空的圆柱体，其由内圈31、外圈32和橡胶夹层33组成。内圈31由本体31-1和球形突起31-2一体组成。内圈31的本体31-1为中空的圆柱体，内圈31的球形突起31-2设置在本体31-1的中段外壁上且与本体31-1一体连接。内圈31的本体31-1的内径与连接螺栓5的螺杆的外径相适应。外圈32由基体32-1和环形突出部32-2一体组成，基体32-1整体为中空的圆柱体，基体32-1的中段内壁上设有向内凹进的球形缺口，该球形缺口与内圈31的球形突起31-2相配合；环形突出部32-2设置在基体32-1的上端，且与基体32-1一体连接。橡胶夹层33为上、下球顶被切除的中空的球形一体件；橡胶夹层33设置在内圈31的球形突起31-2的外壁与外圈32的基体32-1的球形缺口的内壁之间。

传动销4共设有6个。传动销4为一体成型的钢制柱销，其外层包有弹性层。传动销4具有零回转间隙、可同步运转、弹性作用补偿径向、角向和轴向偏差、顺时针和逆时针回转特性相同以及免维护、抗油和耐腐蚀性等特点。

连接螺栓5共设有6套。连接螺栓5包括螺杆和螺母。

传动盘1的3个连接部12分别与6个拉杆2配合连接，具体连接方式是传动盘1的每个连接部12的后连接板12-2的2个销孔分别与相邻的2个拉杆2的销孔配合，通过2个传动销4销接；从而将传动盘1与6个拉杆2固定连接；6个橡胶球关节3分别设于6个拉杆2的橡胶球关节安装孔内，且橡胶球关节3由其外圈32的基体32-1与拉杆2过盈配合固定连接，外圈32的环形突出部32-2的下端面与拉杆2的上端面相接触。使用时，通过6个连接螺栓5的螺杆穿过橡胶球关节3的内圈31的中空部位和车轮6后用螺母拧紧，从而将本实施例的弹性联轴节与车轮6固定连接；驱动电机的转轴的两端分别与一个本实施例的弹性联轴节的传动盘1的电机轴套接部11固定连接，从而通过本实施例的弹性连接节将驱动电机与列车轮对连接实现直接驱动。

本实施例的弹性联轴节在使用中，电机转矩通过与电机主轴连接的弹性联轴节直接传递给列车轮毂，改变了以往列车上用到的联轴节通过中间拉环传递电机的牵引力的模式；且本实施例的弹性联轴节在传递电机牵引力的同时还承受电机本身的重力。工作时当发生横向冲击时，本实施例的弹性联轴节的橡胶球关节3发生很小的径向压缩和偏转，使得拉杆2产生较大的倾斜，使得驱动电机能够产生较大的轴向相对位移，从而实现轮对和电机之间的高频振动的弹性隔离。本实施例的弹性联轴节还具有一定的减振和吸振作用,使机械传动平稳运转，同时还具有补偿两轴相对位移、缓冲和减振以及安全防护功能。

利用本实施例的弹性联轴节将驱动电机与车辆轮对直接连接的传动系统，克服了传统的带齿轮箱传动系统固有的缺陷，避免了机械传动环节的机械间隙或者机械弹性变形等影响，提高了系统控制精度；传动效率高，比传统系统效率提高20%-60%，节能效果明显；采用本实施例的弹性联轴节的直驱系统体积小，重量轻，噪声低，维护方便且维护成本较低。

以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。

Claims (1)

1.一种弹性联轴节，其特征在于：包括传动盘（1）、拉杆（2）、橡胶球关节（3）、传动销（4）和连接螺栓（5）；所述的传动盘（1）包括成一体的电机轴套接部（11）和3个连接部（12）；拉杆（2）设有相同的6个，拉杆（2）包括成一体的位于两端的圆环部和两个圆环部中间的直线板体，拉杆（2）的一侧的圆环部上设有连接用的销孔（21），拉杆（2）的另一侧的圆环部上设有橡胶球关节安装孔；橡胶球关节（3）整体形状为中空的圆柱体，包括内圈（31）、外圈（32）和橡胶夹层（33）；橡胶球关节（3）的橡胶夹层（33）设于内圈（31）的外壁与外圈（32）的内壁之间；橡胶球关节（3）和连接螺栓（5）均设置6个；

所述的传动盘（1）通过其3个连接部（12）分别与6个拉杆（2）用传动销（4）销接；6个橡胶球关节（3）分别固定安装于6个拉杆（2）的橡胶球关节安装孔内；

使用时，通过6个连接螺栓（5）分别穿过6个橡胶球关节（3）的内圈（31）的中空部位将弹性联轴节和机车车轮固定连接；传动盘（1）的电机轴套接部（11）与机车的驱动电机的转轴的一端固定连接；

所述的传动盘（1）的电机套接部（11）的整体形状为一个前后向的中空的圆柱体；传动盘（1）的3个连接部（12）围绕电机套接部（11）的周边均匀设置；连接部（12）包括成一体的弧形加强板（12-1）和后连接板（12-2）；连接部（12）的弧形加强板（12-1）为前窄后宽的基本呈梯形的板体件，且其外端面为弧形；后连接板（12-2）为内、外两端呈弧形的平板，后连接板（12-2）的两端偏中间处各设有1个连接用的销孔；连接部（12）的弧形加强板（12-1）由其内端面与电机套接部（11）的外端面成一体连接；弧形加强板（12-1）的后侧外端与后连接板（12-2）的内端成一体连接；弧形加强板（12-1）与后连接板（12-2）的连接处设有通孔（12-3）；

所述的橡胶球关节（3）的内圈（31）包括成一体的本体（31-1）和球形突起（31-2）；内圈（31）的本体（31-1）为中空的圆柱体，内圈（31）的球形突起（31-2）设置在本体（31-1）的中段外壁上且与本体（31-1）一体连接；外圈（32）包括成一体的基体（32-1）和环形突出部（32-2）；基体（32-1）整体为中空的圆柱体，基体（32-1）的中段内壁上设有向内凹进的球形缺口，该球形缺口与内圈（31）的球形突起（31-2）相配合；环形突出部（32-2）设置在基体（32-1）的上端；

所述的橡胶夹层（33）为上、下球顶被切除的中空的球形一体件；橡胶夹层（33）设置在内圈（31）的球形突起（31-2）的外壁与外圈（32）的基体（32-1）的球形缺口的内壁之间；

所述的传动销（4）为一体成型的钢制柱销，其外端包有弹性层。