CN202593504U - 一种轮对驱动系统及应用该系统的转向架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于转向架的轮对驱动系统，包括电机(11)和主动齿轮(12)，所述主动齿轮(12)的齿轮轴(121)的内端部与所述电机(11)的传动轴(111)柔性连接；所述齿轮轴(121)在所述主动齿轮(12)的轮齿内、外两侧均通过承受径向载荷的第一轴承(122)与所述电机(11)的端盖转动连接。采用这种结构，主动齿轮的齿轮轴在其轮齿内、外两侧均通过承受径向载荷的第一轴承与电机的端盖转动连接，即工作过程中主动齿轮的齿轮轴相对电机端盖形成简支梁结构，这使得主动齿轮、从动轮齿在其齿宽方向的受力较为均匀，增强了轮对驱动系统的工作稳定性和可靠性。本实用新型还提供一种包括上述轮对驱动系统的转向架。

Description

一种轮对驱动系统及应用该系统的转向架

技术领域

本实用新型涉及铁路运输装备技术领域，尤其涉及一种轮对驱动系统及包括该系统的转向架。

背景技术

转向架是轨道车辆结构中最为重要的部件之一，其主要作用是增加车辆的载重、长度与容积、提高列车运行速度，以满足铁路运输发展的需要。按照车体与转向架之间的载荷传递方式可以将转向架分为构架式转向架、准构架转向架和三大件转向架。

转向架主要包括彼此横向隔开的两个侧架、一对被纵向隔开的轮对和连接于两个侧架中部的摇枕。轮对驱动系统是转向架用于驱动轮对行走的驱动部件。

请参考图1，图1为现有技术中转向架的轮对驱动系统的结构示意图；下面简要介绍这种轮对驱动系统在工作中存在的技术缺陷。

现有技术中，如图1所示，轮对驱动系统主要包括与车轴转动连接的电机1′，电机1′的传动轴11′外端连接有主动齿轮2′，主动齿轮2′下方啮合连接有从动轮齿3′，从动轮齿3′固定连接于车轴4′的外部。其中主动齿轮2′为小齿轮、从动轮齿3′为大齿轮。采用这种结构，启动电机1′后，动力传递通过电机1′的传动轴11′-小齿轮-大齿轮-车轴4′-车轮，从而实现驱动转向架行走。

由于上述轮对驱动系统中的小齿轮轴21′内端部与电机1′的传动轴11′固定连接，并在主动齿轮的轮齿内侧通过一个轴承22′与电机1′端盖形成转动连接，使小齿轮轴21′形成悬臂梁结构，使得工作过程中轴承22′所受载荷较大且主动齿轮2′沿轴向会发生弯曲变形，导致主动齿轮2′、主动齿轮3′的轮齿在齿宽方向可能受力不均匀，影响轮对驱动系统的工作稳定性和可靠性。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有轮对驱动系统的结构做进一步改进，保持传动齿轮的轮齿两侧受力均匀及降低主动齿轮支承轴承的工作载荷，增强轮对驱动系统的工作稳定性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题为提供一种用于转向架的轮对驱动系统，该驱动系统的传动齿轮及主动齿轮支承轴承的受力较为均匀，工作稳定性较高。在此基础上，本实用新型要解决的另一个技术问题为提供一种包括上述轮对驱动系统的转向架。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于转向架的轮对驱动系统，包括电机和主动齿轮，所述主动齿轮的齿轮轴的内端部与所述电机的传动轴固定连接；所述齿轮轴在所述主动齿轮的轮齿内、外两侧均通过承受径向载荷的第一轴承与所述电机的端盖转动连接。

优选地，所述齿轮轴在所述轮齿的外侧还通过承受轴向载荷的第二轴承与所述端盖转动连接。

优选地，所述第一轴承为圆柱滚子轴承，所述第二轴承为四点接触球轴承。

优选地，所述传动轴通过可轴向、径向及弯曲变形的柔性联轴器与所述齿轮轴可拆卸地柔性连接。

优选地，所述柔性联轴器包括焊接于一体的第一膜片和第二膜片，所述第一膜片与所述传动轴过盈配合，所述第二膜片与所述齿轮轴螺纹配合连接，且所述第二膜片通过端面齿与所述齿轮轴啮合连接。

优选地，还包括从动轮齿，所述从动轮齿包括齿轮毂和齿圈，所述齿轮毂过盈配合于所述转向架的车轴的外部，所述齿圈可拆卸地与固定连接于所述齿轮毂的外部，并与所述主动齿轮啮合。

优选地，所述主动齿轮和所述从动轮齿均为斜齿轮。

本实用新型提供一种用于转向架的轮对驱动系统，其齿轮轴在主动齿轮的轮齿内、外两侧均通过承受径向载荷的第一轴承与电机的端盖转动连接。

采用这种结构，工作过程中，启动电机后，电机产生的动力通过电机传动轴-主动齿轮-从动轮齿-车轴-车轮的顺序传递，从而实现驱动转向架行走。由于主动齿轮的齿轮轴在其轮齿内、外两侧均通过承受径向载荷的第一轴承与电机的端盖转动连接，即工作过程中主动齿轮的齿轮轴相对电机端盖形成简支梁结构，这使得主动齿轮、从动轮齿在其齿宽方向的受力较为均匀，左右两侧的第一轴承受力也较为均匀并大大降低了单个支承轴承的工作载荷，电机端盖对主动齿轮的齿轮轴的支撑较为稳定，这大大增强了轮对驱动系统的工作稳定性。

本实用新型还提供一种转向架，包括车轴、连接于车轴两端的轮对，以及驱动所述轮对行走的轮对驱动系统；所述轮对驱动系统采用上述的驱动系统。

由于上述轮对驱动系统具有上述技术效果，因此，包括该轮对驱动系统的转向架也应当具有相应的技术效果，在此不再赘述。

优选地，所述转向架的牵引装置包括水平牵引杆和前高后低的倾斜牵引杆，所述倾斜牵引杆的后端连接所述水平牵引杆的前端；二者的连接端通过辅助吊杆与所述转向架的构架连接，所述倾斜牵引杆的前端连接所述转向架的车体牵引座，所述水平牵引杆的后端通过构架牵引座与所述构架连接。

优选地，所述倾斜牵引杆的后端延长线与所述转向架中间轮对垂向中心线的交点基本在轨面上。

采用这种结构，使得转向架的牵引高度较低，实现了机车启动牵引时各轮对的轴重转移最小，实现转向架的最佳的粘着利用，同时牵引装置对转向架的垂向和横向性能的影响较小，实现了转向架三向性能的三向控制。

附图说明

图1为现有技术中转向架的轮对驱动系统的结构示意图；

图2为本实用新型所提供轮对驱动系统的一种具体实施方式的结构示意图；

图3为图2中柔性联轴器连接处的局部放大图；

图4、图5分别为应用图2所示的轮对驱动系统的转向架的主视图、俯视图；

图6为图4中的牵引装置的结构示意图。

其中，图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：电机1′；传动轴11′；主动齿轮2′；齿轮轴21′；轴承22′；从动轮齿3′；车轴4′；

图2至图6中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：电机11；传动轴111；主动齿轮12；齿轮轴121；第一轴承122；第二轴承123；从动轮齿13；齿轮毂131；齿圈132；柔性联轴器14；第一膜片141；第二膜片142；

倾斜牵引杆21；水平牵引杆22；辅助吊杆23；构架牵引座24；车轴41；车轮42；

轮对驱动系统1；牵引装置2；车体牵引座3；轮对4。

具体实施方式

本实用新型的核心为提供一种用于转向架的轮对驱动系统，其传动齿轮的轮齿两侧及主动齿轮支承轴承受力较为均匀，工作稳定性较高。本实用新型的另一个核心为提供一种应用上述轮对驱动系统的转向架。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本实用新型所提供轮对驱动系统的一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，如图2所示，本实用新型所提供的轮对驱动系统，其主要用于驱动转向架的轮对行走，该驱动系统包括电机11、主动齿轮12和从动轮齿13。电机11是轮对驱动系统的动力源，其安装于转向架的车轴41外部。主动齿轮12通常为小齿轮，从动轮齿13通常为大齿轮，二者构成轮对驱动系统的传动机构。主动齿轮12用于将电机11的动力传递给从动轮齿13，主动齿轮12的齿轮轴121的内端部与电机11的传动轴111连接并传递扭矩，此外，主动齿轮12的齿轮轴121在其轮齿内、外两侧均通过承受径向载荷的第一轴承122与电机11的端盖转动连接。从动轮齿13用于将主动齿轮12的动力传递给车轴41，从动轮齿13与主动齿轮12啮合，并与转向架的车轴41固定连接。

采用这种结构，工作过程中，启动电机11后，电机11产生的动力通过电机11传动轴111-主动齿轮12-从动轮齿13-车轴41-车轮42的顺序传递，从而实现驱动转向架的行走。由于主动齿轮12的齿轮轴121在其轮齿内、外两侧均通过承受径向载荷的第一轴承122与电机11的端盖转动连接，即工作过程中主动齿轮12的齿轮轴121相对电机11端盖形成简支梁结构，这使得主动齿轮12、从动轮齿13在其齿宽方向的受力较为均匀，左右两侧的第一轴承122受力也较为均匀并大大降低了单个支承轴承的工作载荷，电机11端盖对主动齿轮12的齿轮轴121的支撑较为稳定，这大大增强了轮对驱动系统的工作稳定性。

在另一种具体实施方式中，上述主动齿轮12的齿轮轴121在轮齿的外侧还通过承受轴向载荷的第二轴承123与端盖转动连接。具体的方案中，上述第一轴承122可以具体为圆柱滚子轴承，上述第二轴承123可以具体为四点接触球轴承。

采用这种结构，在工作过程中，圆柱滚子轴承承受径向载荷、四点接触球轴承承受轴向载荷，进一步增强主动齿轮12、从动轮齿13在轴向、径向的受力均匀性和支撑稳定性，保证轮对驱动系统的工作稳定性。

当然，上述第一轴承122、第二轴承123并不限于圆柱滚子轴承、四点接触球轴承，还可以采用其他结构形式的轴承。

需要说明的是，本文中出现的方位词“内”、“外”分别指的是图2中由其中心向上下左右扩散的方向、由上下左右向其中心聚拢的方向；方位词“前”、“后”指的是转向架的前进方向、后退方向，即图4中从右向左的方向、从左向右的方向。应当理解，这些方位词是以说明书附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本实用新型的保护范围。

请参考图3，图3为图2中柔性联轴器连接处的局部放大图。

在另一种具体实施方式中，如图3所示，上述传动轴111通过可适当轴向、径向及弯曲变形的柔性联轴器14与齿轮轴121可拆卸地柔性连接并传递扭矩。

具体的方案中，柔性联轴器14包括焊接于一体的第一膜片141和第二膜片142，第一膜片141与传动轴111过盈配合，第二膜片142与齿轮轴121螺纹配合连接，且第二膜片142通过端面齿与主动齿轮12的齿轮轴121连接。

采用这种结构，通过两个膜片连接传动轴111和齿轮轴121，实现了电机11与主动齿轮12的连接，由于柔性联轴器14的两个膜片在轴向和径向具有一定的柔性变形能力，使得轮对驱动系统的动力传递过程中允许有少量的轴向、径向和弯曲变形，实现了电机11的传动轴111与主动齿轮12的齿轮轴121的柔性连接，相比刚性连接电机11和主动齿轮12的结构形式，增强了动力传递过程的稳定性，并且延长各个零部件的使用寿命。

当然，上述柔性联轴器14也并不仅限采用上述具体结构与电机11、主动齿轮12的齿轮轴121连接，还可以采用其他的连接方式。例如，柔性联轴器14的第一膜片141、第二膜片142可以分别与电机11的传动轴111、主动齿轮12的齿轮轴121采用螺纹配合连接、过盈配合连接，或者均采用螺纹连接，或者均采用过盈配合连接，同样能够实现轴向柔性连接。

还可以进一步设置上述轮对驱动系统的其它结构形式。

在另一种具体实施方式中，上述从动轮齿13包括齿轮毂131和齿圈132，齿轮毂131过盈配合于转向架的车轴41的外部，齿圈132可拆卸地固定连接于齿轮毂131的外部，并与主动齿轮12啮合。

采用这种结构，使得主动齿轮12至车轮42的动力传递过程具体为：主动齿轮12的轮齿-从动轮齿13的齿圈132-从动轮齿13的齿轮毂131-车轴41-车轮42，这样，当齿圈132由于与主动齿轮12的啮合过多而损坏时，能够单独更换齿圈132而无需更换齿轮毂131，这大大降低了从动轮齿13的维修难度，进一步节省了轮对驱动系统的生产和维修成本。

具体地，上述齿圈132可以通过螺栓、螺钉等螺纹紧固件与齿轮毂131可拆卸连接，当然还可以采用其他可拆卸连接方式。

在另一种具体实施方式中，上述主动齿轮12和从动轮齿13可以均为斜齿轮。

这样，主动齿轮12和从动轮齿13采用斜齿啮合连接，相比较二者直齿啮合连接的结构形式，具有配合牢靠、动力传递稳定性高的特点，更进一步增强轮对驱动系统的工作稳定性。当然，上述主动齿轮12和从动轮齿13还可以采用直齿轮连接的方式啮合连接。

请参考图4和图5，图4、图5分别为应用图2所示的轮对驱动系统的转向架的主视图、俯视图。

此外，如图4和图5所示，本实用新型还提供一种转向架，包括轮对4，轮对4包括车轴41和连接于车轴41两端的车轮42，转向架还包括驱动轮对行走的轮对驱动系统1，该轮对驱动系统1采用上述的驱动系统。

由于上述轮对驱动系统具有上述技术效果，因此，包括该轮对驱动系统的转向架也应当具有相应的技术效果，在此不再赘述。

还可以进一步设置上述转向架的其他装置的具体结构。

请参考图6，图6为图4中的牵引装置的结构示意图。

在另一种具体实施方式中，如图6所示，上述转向架的牵引装置可以包括水平牵引杆22和前高后低的倾斜牵引杆21，倾斜牵引杆21的后端连接水平牵引杆22的前端；二者的连接端通过辅助吊杆23与转向架的构架连接，倾斜牵引杆21的前端连接转向架的车体牵引座，水平牵引杆22的后端通过构架牵引座24与构架连接。

采用这种结构，使得整体牵引装置与构架的连接更加稳固，相比较现有技术中一个长直牵引杆的结构，本实用新型所提供牵引装置避免了长直牵引杆因自身振动固有频率低而引起的较大振动载荷而发生疲劳断裂，增强了牵引装置的工作稳定性和可靠性。

进一步的方案中，如图6所示，上述倾斜牵引杆21的后端延长线与转向架中间轮对垂向中心线的交点基本在轨面上，即该转向架的名义牵引点高度基本为0。

采用这种结构，使得转向架的牵引高度较低，实现了机车启动牵引时各轮对的轴重转移最小，实现转向架的最佳的粘着利用，同时牵引装置对转向架的垂向和横向性能的影响较小，实现了转向架三向性能的三向控制。

以上对本实用新型所提供的一种轮对驱动系统及应用该系统的转向架进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于转向架的轮对驱动系统，包括电机(11)和主动齿轮(12)，所述主动齿轮(12)的齿轮轴(121)的内端部与所述电机(11)的传动轴(111)连接；其特征在于，所述齿轮轴(121)在所述主动齿轮(12)的轮齿内、外两侧均通过承受径向载荷的第一轴承(122)与所述电机(11)的端盖转动连接。

2.根据权利要求1所述的轮对驱动系统，其特征在于，所述齿轮轴(121)在所述轮齿的外侧还通过承受轴向载荷的第二轴承(123)与所述端盖转动连接。

3.根据权利要求2所述的轮对驱动系统，其特征在于，所述第一轴承(122)为圆柱滚子轴承，所述第二轴承(123)为四点接触球轴承。

4.根据权利要求3所述的轮对驱动系统，其特征在于，所述传动轴(111)通过可适当轴向、径向及弯曲变形的柔性联轴器(14)与所述齿轮轴(121)可拆卸地柔性连接。

5.根据权利要求4所述的轮对驱动系统，其特征在于，所述柔性联轴器(14)包括焊接于一体的第一膜片(141)和第二膜片(142)，所述第一膜片(141)与所述传动轴(111)过盈配合，所述第二膜片(142)与所述齿轮轴(121)螺纹配合连接，且所述第二膜片(142)通过端面齿与所述齿轮轴(121)啮合连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的轮对驱动系统，其特征在于，还包括从动轮齿(13)，所述从动轮齿(13)包括齿轮毂(131)和齿圈(132)，所述齿轮毂(131)过盈配合于所述转向架的车轴(41)的外部，所述齿圈(132)可拆卸地固定连接于所述齿轮毂(131)的外部，并与所述主动齿轮(12)啮合。

7.根据权利要求6所述的轮对驱动系统，其特征在于，所述主动齿轮(12)和所述从动轮齿(13)均为斜齿轮。

8.一种转向架，包括车轴(41)、连接于车轴(41)两端的轮对，以及驱动所述轮对行走的轮对驱动系统(1)；其特征在于，所述轮对驱动系统(1)采用如权利要求1-7任一项所述的驱动系统。

9.根据权利要求8所述的转向架，其特征在于，所述转向架的牵引装置(2)包括水平牵引杆(22)和前高后低的倾斜牵引杆(21)，所述倾斜牵引杆(21)的后端连接所述水平牵引杆(22)的前端；二者的连接端通过辅助吊杆(23)与所述转向架的构架连接，所述倾斜牵引杆(21)的前端连接所述转向架的车体牵引座，所述水平牵引杆(22)的后端通过构架牵引座(24)与所述构架连接。

10.根据权利要求9所述的转向架，其特征在于，所述倾斜牵引杆(21)的后端延长线与所述转向架中间轮对垂向中心线的交点在轨面上。

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