CN115709742B - 适用于内置式转向架的驱动装置及内置式转向架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道车辆领域，提供一种适用于内置式转向架的驱动装置及内置式转向架。该驱动装置包括齿轮箱，包括箱体和设于箱体内的相互啮合的主动螺旋伞齿轮和从动螺旋伞齿轮，从动螺旋伞齿轮适于固定套设于车轴，箱体适于通过轴承安装于车轴；牵引电机，包括电机本体和电机输出轴，电机本体与箱体沿转向架的纵向布置并通过法兰连接，电机输出轴与齿轮箱输入轴通过联轴节连接，电机本体远离箱体的一端适于与转向架的横梁连接，电机本体的横向相对两侧适于通过弹性吊挂与转向架的一对侧梁连接。该驱动装置占用更少的横向空间，侧梁因横向尺寸解放，而得以更加充分的设计，设计结构可更为合理，安全余量更加充足。

Description

适用于内置式转向架的驱动装置及内置式转向架

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，尤其涉及一种适用于内置式转向架的驱动装置及内置式转向架。

背景技术

目前内置式转向架因具有降低轮轨力，降低轮缘磨耗、适应线路扭曲能力强，转向架空间占用小等优点，成为国内外的先进主流技术。

但该转向架由于轴箱内置，侧梁间距大大减少，传统驱动装置的平行轴传动布局方式，随着车辆速度的提高(尤其200km/h以上速度等级)，牵引电机功率提升，电机横向宽度加大，驱动装置横向宽度无法适应内置转向架。

现有技术虽然有内置式转向架结构，大都不超过200km/h的速度等级，一般采用侧梁钢板间距减小，轴箱轴承简化密封结构等扩大侧梁内档，增加驱动装置的横向布置空间，但该种方式在电机功率到达300kW以上，电机增大后，就难以实现驱动装置的传动方式布置。或为减小联轴节占用的横向间距，将联轴节由传统的输入端布置变更到输出端布置，这样以来联轴节的外径和重量大大增加，对驱动装置减重和齿轮箱中心距减小很不利。

发明内容

本发明提供一种适用于内置式转向架的驱动装置，能够减小驱动装置的横向占用空间，精简驱动装置结构，减轻驱动装置总成质量，继而减轻转向架的重量。

本发明还提供一种内置式转向架。

本发明提供的一种适用于内置式转向架的驱动装置，包括：

齿轮箱，包括箱体和设于所述箱体内的相互啮合的主动螺旋伞齿轮和从动螺旋伞齿轮，所述从动螺旋伞齿轮适于固定套设于车轴，所述箱体适于通过轴承安装于车轴；

牵引电机，包括电机本体和电机输出轴，所述电机本体与所述箱体沿转向架的纵向布置并通过法兰连接，所述电机输出轴与所述齿轮箱输入轴通过联轴节连接，所述电机本体远离所述箱体的一端适于与转向架的横梁连接，所述电机本体的横向相对两侧适于通过弹性吊挂与转向架的一对侧梁连接。

可选的，所述电机输出轴与所述齿轮箱输入轴通过膜片联轴节连接。

可选的，所述电机本体与所述箱体通过圆盘形法兰连接并通过均布设置的法兰螺栓紧固。

可选的，所述电机本体远离所述箱体的一端适于通过横向减振器与转向架的横梁连接，所述横向减振器的一端连接所述电机本体的端部，所述横向减振器的另一端适于连接转向架的横梁。

可选的，沿所述电机本体的横向，所述电机本体的相对两侧壁分别设有一对电机安装座，一对所述电机安装座沿所在侧壁的垂向间隔设置，所述牵引电机适于通过吊杆组件与所述电机安装座和转向架的侧梁安装座弹性连接。

可选的，所述吊杆组件包括吊杆螺栓、套设于所述吊杆螺栓的套筒、套设于所述吊杆螺栓且位于所述套筒两端的成对设置的橡胶饼，所述吊杆螺栓穿设于所述电机安装座与侧梁安装座，每对所述橡胶饼夹设于所述电机安装座与侧梁安装座的上下表面。

可选的，所述电机本体、所述箱体以及所述主动螺旋伞齿同轴设置，且与转向架的纵轴线同轴。

可选的，所述箱体位于所述从动螺旋伞齿轮的轴向两侧分别通过轴承与车轴连接，其中一侧轴承为一对圆锥轴承，另一侧轴承为圆柱轴承。

本发明还提供一种内置式转向架，包括构架、轮对和上述适用于内置式转向架的驱动装置，所述箱体通过轴承安装于所述轮对的车轴，所述电机本体远离所述箱体的一端与所述构架的横梁连接，所述电机本体的横向相对两侧通过弹性吊挂与所述构架的一对侧梁连接。

可选的，所述轮对包括所述车轴、位于所述车轴两端的一对车轮和设于所述车轴且位于一对所述车轮内侧的一对轴箱体，一对所述轴箱体通过一系悬挂与所述构架的一对侧梁的端部连接。

本发明实施例提供的适用于内置式转向架的驱动装置，其中，电机本体与箱体沿转向架的纵向布置并通过法兰连接，从而占用转向架的纵向空间，节省转向架的横向空间。由于转向架的纵向空间充足，而横向空间受限，本实施例通过将牵引电机与齿轮箱纵向布置，整个驱动装置占用更少的横向空间，实现高速车辆、大功率车辆的轴箱内置式转向架设计需求。同时，侧梁因横向尺寸解放，而得以更加充分的设计，设计结构可更为合理，安全余量更加充足。减小因电机功率加大，导致的电机本体体积增大，对齿轮箱中心距和减速级别的限制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。

图1是本发明提供的适用于内置式转向架的驱动装置安装于转向架的局部结构示意图；

图2是图1的A向侧视结构示意图；

图3是图1中I处的放大示意图；

图4是图1中II处的放大示意图；

图5是图2的B向视图显示的法兰结构示意图。

附图标记：

10、横梁；20、侧梁；21、侧梁安装座；30、车轮；40、车轴；50、牵引电机；51、电机输出轴；52、电机安装座；60、齿轮箱；61、主动螺旋伞齿轮；62、从动螺旋伞齿轮；63、齿轮箱输入轴；64、圆锥轴承；65、圆柱轴承；66、法兰螺栓；70、吊杆组件；71、吊杆螺栓；72、套筒；73、橡胶饼；74、螺母；80、横向减振器；90、膜片联轴节。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图5说明本发明实施例的适用于内置式转向架的驱动装置。可以理解的是，转向架分为动车转向架和拖车转向架，动车转向架安装有驱动装置，驱动装置包括牵引电机50和齿轮箱60，拖车转向架不安装驱动装置。

如图1至图2所示，本实施例提供的一种适用于内置式转向架的驱动装置，包括沿转向架纵向布置的齿轮箱60和牵引电机50。

具体地，齿轮箱60包括箱体和设于箱体内空腔的相互啮合的主动螺旋伞齿轮61和从动螺旋伞齿轮62，通过设置一对螺旋伞齿轮副，两者垂直传动，能够改变传力方向，例如从纵向变为横向，或从横向变为纵向；从动螺旋伞齿轮62适于固定套设于车轴40，从而通过从动螺旋伞齿轮62的转动带动车轴40转动，进而带动轮对运行。为了保证轮对运行时，箱体能保持相对静止，箱体适于通过轴承安装于车轴40，如此设置，在车轴40转动时，箱体保持静止。

需要说明的是，本实施例所说的“纵向”是指转向架前进的方向，即转向架的长度方向，“横向”是指沿转向架的宽度方向。

如图5所示，具体地，牵引电机50包括电机本体和穿设于电机本体的电机输出轴51，电机本体与箱体沿转向架的纵向布置并通过法兰连接，也就是说，电机本体与箱体通过法兰连接为一体结构，该一体结构沿转向架的纵向布置，从而占用转向架的纵向空间，节省转向架的横向空间。由于转向架的纵向空间充足，而横向空间受限，本实施例通过将牵引电机50与齿轮箱60纵向布置，整个驱动装置占用更少的横向空间，实现高速车辆、大功率车辆的轴箱内置式转向架设计需求。同时，侧梁20因横向尺寸解放，而得以更加充分的设计，设计结构可更为合理，安全余量更加充足。减小因电机功率加大，导致的电机本体体积增大，对齿轮箱60中心距和减速级别的限制。

进一步地，电机输出轴51与齿轮箱输入轴63通过联轴节连接，从而将牵引电机50的驱动力传递给主动螺旋伞齿轮61，从而驱动主动螺旋伞齿轮61转动，本实施例的电机输出轴51与主动螺旋伞齿轮61的中心轴同轴设置且沿纵向布置，从动螺旋伞齿轮62与主动螺旋伞齿轮61垂直啮合，从而从动螺旋伞齿轮62的中心轴与主动螺旋伞齿轮61的中心轴垂直设置且横向布置，进而从动螺旋伞齿轮62的中心轴与车轴40的中心轴同轴设置，通过从动螺旋伞齿轮62固定套设于车轴40并与车轴40同轴设置，能够很好地带动车轴40同步转动，将扭矩传递给轮对。

为了便于牵引电机50稳固安装，电机本体远离箱体的一端适于与转向架的横梁10连接，电机本体的横向相对两侧适于通过弹性吊挂与转向架的一对侧梁20连接，从而对牵引电机50的端部以及两侧均进行定位，有助于牵引电机50的可靠吊装。整个驱动装置安装结构简单，便于整体组装拆卸，检修维护。

在一个具体实施例中，如图4所示，电机输出轴51与齿轮箱输入轴63通过膜片联轴节90连接，通过膜片联轴节90将电机输出轴51与齿轮箱输入轴63连接，膜片联轴节90包括两个膜片，一个膜片与电机输出轴51过盈配合，另一个膜片与齿轮箱输入轴63过盈配合，电机输出轴51与齿轮箱输入轴63之间留有间隙，两个膜片通过螺栓连接，能够消除电机输出轴51与齿轮箱输入轴63组装时的公差。

在一个具体实施例中，如图3和图5所示，电机本体与箱体通过圆盘形法兰连接并通过均布设置的法兰螺栓66紧固，电机本体与箱体的端部形状相匹配，两者对接并通过圆盘形法兰连接，能够保证两者方便地组合在一起，而且连接可靠性高。

在一个具体实施例中，电机本体远离箱体的一端适于通过横向减振器80与转向架的横梁10连接，横向减振器80的一端连接电机本体的端部，横向减振器80的另一端适于连接转向架的横梁10，通过设置横向减振器80，一方面起到连接牵引电机50与横梁10的作用，另一方面有助于牵引电机50与横梁10之间的横向减振。利用横向减振器80的阻尼，抑制牵引电机50的横向振动；进而对驱动装置总成(齿轮箱60+牵引电机50)的6个自由度的方向进行约束与控制。

在一个具体实施例中，为了便于电机本体与转向架的侧梁20连接，沿电机本体的横向，电机本体的相对两侧壁分别设有一对电机安装座52，一对电机安装座52沿所在侧壁的垂向间隔设置，也就是说，电机本体的每个侧壁设有一对上下间隔设置的安装座，牵引电机50适于通过吊杆组件70与电机安装座52和转向架的侧梁安装座21弹性连接，可以理解的是，电机安装座52和转向架的侧梁安装座21均设有通孔，可以先将电机安装座52和转向架的侧梁安装座21的通孔重合，然后利用吊杆组件70穿过通孔并用螺母74拧紧。

在一个实施例中，每个电机安装座52可以包括一对间隔设置的凸耳，一对凸耳之间的间距与侧梁安装座21的厚度相匹配，侧梁安装座21可以插设在一对凸耳之间，一对凸耳的通孔与侧梁安装座21的通孔重叠，然后利用吊杆组件70穿过通孔并用螺母74拧紧。当然，也可以是每个电机安装座52直接搭设在侧梁安装座21上，电机安装座52的通孔与侧梁安装座21的通孔重叠，然后利用吊杆组件70穿过通孔并用螺母74拧紧。

可以理解的是，侧梁安装座21设于侧梁20的内侧，与电机安装座52相对。

在一个具体实施例中，吊杆组件70包括吊杆螺栓71、套设于吊杆螺栓71的套筒72、套设于吊杆螺栓71且位于套筒72两端的成对设置的橡胶饼73，设置套筒72，是便于将两对橡胶饼73隔开，套筒72的两端形成托住橡胶饼73的凸台，吊杆螺栓71穿设于电机安装座52与侧梁安装座21，每对橡胶饼73夹设于电机安装座52与侧梁安装座21的上下表面，并拧设螺母74，使得两对橡胶饼73分别夹设电机安装座52与侧梁安装座21，一方面对牵引电机50进行吊挂，另一方面在牵引电机50产生振动时，可以通过橡胶饼73缓冲振动。此外，不用抬车体，直接更换牵引电机50，由于吊挂形式是由两个吊杆构成，可以在车下地沟直接进行拆卸吊杆螺栓71。

在一个具体实施例中，电机本体、电机输出轴51、箱体以及主动螺旋伞齿同轴设置，且与转向架的纵轴线同轴，使得牵引电机50与齿轮箱60与转向架完全对中且沿转向架的纵向布置，驱动装置占用更少的横向空间，从而释放横向空间，便于轴箱体等部件的横向布置。

在一个具体实施例中，箱体位于从动螺旋伞齿轮62的轴向两侧分别通过轴承与车轴40连接，其中一侧轴承为一对圆锥轴承64，另一侧轴承为圆柱轴承65，通过在箱体的两侧设置轴承，能够避让从动螺旋伞齿轮62的安装空间，也能够将箱体更加稳固地安装在车轴40上。

另一方面，本发明还提供一种内置式转向架。具体包括构架、轮对和上述适用于内置式转向架的驱动装置，轮对与构架通过轴箱体连接，箱体通过轴承安装于轮对的车轴40，电机本体远离箱体的一端与构架的横梁10连接，电机本体的横向相对两侧通过弹性吊挂与构架的一对侧梁20连接，通过设置上述沿转向架纵向布置的驱动装置，释放了一对侧梁20之间的横向空间，从而轴箱体轴承因布局空间解放，可以加大横向尺寸，进行更加合理可靠的横向迷宫设计。

在一个具体实施例中，轮对包括车轴40、位于车轴40两端的一对车轮30和设于车轴40且位于一对车轮30内侧的一对轴箱体，形成轴箱内置的形式，一对轴箱体通过一系悬挂与构架的一对侧梁20的端部连接。通过设置上述驱动装置，车轮30、车轴40和构架的间距加大，轮对与构架落成和分解方便，检修便捷性大大增加。

此外，齿轮箱60上设有注油孔、排油孔和油位视窗，便于注入润滑油、排出多余的油脂，以及便于观察油位。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种适用于内置式转向架的驱动装置，其特征在于，包括：

齿轮箱，包括箱体和设于所述箱体内的相互啮合的主动螺旋伞齿轮和从动螺旋伞齿轮，所述主动螺旋伞齿轮固定套设于齿轮箱输入轴，所述从动螺旋伞齿轮适于固定套设于车轴，所述箱体适于通过轴承安装于车轴，所述箱体位于所述从动螺旋伞齿轮的轴向两侧分别通过轴承与车轴连接，其中一侧轴承为一对圆锥轴承，另一侧轴承为圆柱轴承；

牵引电机，包括电机本体和电机输出轴，所述电机本体与所述箱体沿转向架的纵向布置并通过法兰连接，所述电机输出轴与所述齿轮箱输入轴通过联轴节连接，所述电机本体远离所述箱体的一端适于与转向架的横梁连接，所述电机本体的横向相对两侧适于通过弹性吊挂与转向架的一对侧梁连接，所述电机本体远离所述箱体的一端适于通过横向减振器与转向架的横梁连接，所述横向减振器的一端连接所述电机本体的端部，所述横向减振器的另一端适于连接转向架的横梁。

2.根据权利要求1所述的适用于内置式转向架的驱动装置，其特征在于，所述电机输出轴与所述齿轮箱输入轴通过膜片联轴节连接。

3.根据权利要求1所述的适用于内置式转向架的驱动装置，其特征在于，所述电机本体与所述箱体通过圆盘形法兰连接并通过均布设置的法兰螺栓紧固。

4.根据权利要求1所述的适用于内置式转向架的驱动装置，其特征在于，沿所述电机本体的横向，所述电机本体的相对两侧壁分别设有一对电机安装座，一对所述电机安装座沿所在侧壁的垂向间隔设置，所述牵引电机适于通过吊杆组件与所述电机安装座和转向架的侧梁安装座弹性连接。

5.根据权利要求4所述的适用于内置式转向架的驱动装置，其特征在于，所述吊杆组件包括吊杆螺栓、套设于所述吊杆螺栓的套筒、套设于所述吊杆螺栓且位于所述套筒两端的成对设置的橡胶饼，所述吊杆螺栓穿设于所述电机安装座与侧梁安装座，每对所述橡胶饼夹设于所述电机安装座与侧梁安装座的上下表面。

6.根据权利要求1-5任一项所述的适用于内置式转向架的驱动装置，其特征在于，所述电机本体、所述箱体以及所述主动螺旋伞齿同轴设置，且与转向架的纵轴线同轴。

7.一种内置式转向架，其特征在于，包括构架、轮对和如权利要求1-6任一项所述的适用于内置式转向架的驱动装置，所述箱体通过轴承安装于所述轮对的车轴，所述电机本体远离所述箱体的一端与所述构架的横梁连接，所述电机本体的横向相对两侧通过弹性吊挂与所述构架的一对侧梁连接。

8.根据权利要求7所述的内置式转向架，其特征在于，所述轮对包括所述车轴、位于所述车轴两端的一对车轮和设于所述车轴且位于一对所述车轮内侧的一对轴箱体，一对所述轴箱体通过一系悬挂与所述构架的一对侧梁的端部连接。