CN218894890U - 一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置，其中电机侧传动盘与电机转轴固定连接，电机侧传动盘与传动轴的第一端通过多组膜片连接组件连接，传动轴的第二端与车轮侧传动盘固定连接，车轮侧传动盘通过多组膜片连接组件以及车轮连接销与车轮传动连接；电机侧传动盘、传动轴、车轮侧传动盘均设置锥形孔，通过锥形螺母和膜片螺栓与膜片连接组件固定。本实用新型方便联轴器组装及后期维护更换，膜片连接组件具有良好的扭转刚度，同时又具有较小的轴向和径向刚度，可以有效地消除驱动装置组装误差，依靠锥形孔与锥形螺母配合，在满足圆周扭转方向零间隙的情况下，有效地降低了螺栓轴向载荷，结构简单，通用性好。

Description

一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置

技术领域

本实用新型涉及轨道交通车辆转向架技术领域，特别涉及一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置。

背景技术

联轴器广泛应用于轨道交通车辆转向架驱动装置，传统轨道车辆用联轴器，一般通过联轴器顺序布置连接电机和齿轮箱，将电机转矩通过联轴器传递给齿轮箱，然后通过齿轮箱内齿轮传动结构传递给车轴，最终驱动车轮，实现车辆的牵引。但是此类联轴器一般采用齿式联轴器，由左右两个半联轴器通过螺栓紧固连接，扭矩又通过齿轮箱齿轮传动，传递效率有所损失，且使用维护时需要定期补充油脂润滑，对环境不太友好。

近年来，永磁直驱技术由于损耗低、效率高、启动特性好、加速能力强、噪声低等显著优势，成为下一代牵引系统的发展方向。其永磁同步电机通过联轴器与车轮连接，电机扭矩通过联轴器直接传递给车轮，实现车辆牵引。此类永磁直驱装置中，永磁同步电机通过联轴器直接与车轮连接，联轴器弹性元件为橡胶关节。此类联轴器由于弹性元件采用橡胶件，并不能适应直驱电机与轮对之间大位移变形需求，且橡胶关节容易老化，无法适应长周期(12年)免维护。

公开号为CN110939663A的中国专利申请公开了一种直驱传动机构，其中挠性板联轴器包括空心轴、传力盘、第一挠性板、传动盘、第二挠性板及传动销，空心轴具有轴体和连接于轴体第一端的第一连接部和连接于轴体第二端的第二连接部，车轴穿设于轴体，主动车轮靠近轴体第二端，从动车轮靠近轴体第一端，传力盘和第一挠性板套设于轴体外，并靠近第一端，第一挠性板连接并设置于传力盘与第一连接部之间，传力盘与输出端固定连接，传动盘与第二连接部固定连接，第二挠性板与传动盘固定连接，第二挠性板通过传动销与主动车轮连接。挠性板联轴器具有大弹性变位能力和无磨耗特性，因此该传动机构不仅能适应驱动电机相对轮对之间在动态和静态工况下的各向位移需求，而且因无磨耗不需润滑，免维护。另外，各零部件设计结构简单，使得加工和拆装工艺性好。在该公开文献中，挠性板采用通孔结构紧固，且挠性板采用两个180度连接的方式，仍具有进一步优化空间。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对上述背景技术中存在的不足，提供一种适应要求的全金属挠性膜片联轴器，来实现其具有适应大位移变形能力、低损耗、高效率、长周期(12年)免维护及环保的技术指标。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置，包括电机侧传动盘、传动轴、车轮侧传动盘、膜片连接组件，所述电机侧传动盘与电机转轴固定连接，所述电机侧传动盘与所述传动轴的第一端通过多组所述膜片连接组件连接，所述传动轴的第二端与所述车轮侧传动盘固定连接，所述车轮侧传动盘通过多组所述膜片连接组件以及车轮连接销与车轮传动连接；所述电机侧传动盘上设置第一锥形孔、所述传动轴的第一端设置第二锥形孔，所述车轮侧传动盘设置第三锥形孔，通过锥形螺母和膜片螺栓与所述膜片连接组件固定。

进一步地，所述传动轴的两端均设置三组膜片连接组件。

进一步地，所述膜片连接组件包括不锈钢膜片、衬套和垫片，所述不锈钢膜片的中间开设中间孔、两端分别开设一个侧孔，所述衬套和所述垫片在所述中间孔以及所述侧孔内过盈压装成组。

进一步地，所述膜片连接组件采用数片0.3mm的不锈钢膜片压装成组。

进一步地，所述第一锥形孔、所述第二锥形孔以及所述第三锥形孔的锥形角为45°。

进一步地，所述电机侧传动盘与所述电机转轴通过端面齿配合，且依靠锁紧螺栓固定，所述传动轴的第二端与所述车轮侧传动盘通过端面齿配合，且依靠锁紧螺栓固定。

进一步地，所述端面齿的齿形角为30°。

进一步地，所述电机侧传动盘、所述车轮侧传动盘均为锻件。

进一步地，所述传动轴为空心轴结构，包括轴身和轴头，所述轴身与所述轴头焊接固定，所述第二锥形孔开设于所述轴头上。

本实用新型的上述方案有如下的有益效果：

本实用新型提供的用于机车永磁直驱电机的联轴器装置，联轴器两端的膜片连接组件均采用三组分体式结构，方便联轴器组装及后期维护更换；膜片连接组件具有良好的扭转刚度，同时又具有较小的轴向和径向刚度，可以有效地消除驱动装置组装误差，依靠锥形孔与锥形螺母配合，在满足圆周扭转方向零间隙的情况下，有效地降低了螺栓轴向载荷；不锈钢膜片通过衬套和两侧垫片小过盈压装，结构简单，通用性好；传动轴采用抗扭截面焊接结构，在满足结构强度的情况下，显著提高了工艺可实现性，同时节省了材料；

本实用新型结构简单、设计合理，满足了永磁电机与轮对的具有大位移变形适应能力等特性要求。同时，联轴器结构采用全金属，可以满足长周期(12年)免维护性能要求，显著降低了后期维护保养成本。

本实用新型的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的整体结构另一示意图；

图3为本实用新型的膜片连接组件示意图；

图4为本实用新型的电机侧传动盘示意图；

图5为本实用新型的车轮侧传动盘示意图；

图6为本实用新型的传动轴示意图。

【附图标记说明】

10-电机侧传动盘；11-第一端面齿；12-第一锥形孔；20-传动轴；21-第二锥形孔；22-第二端面齿；23-轴身；24-轴头；30-车轮侧传动盘；31-第三端面齿；32-第三锥形孔；40-膜片连接组件；41-侧孔；42-中间孔；43-不锈钢膜片；44-衬套；45-垫片；5-锁紧螺栓；6-锥形螺母；7-膜片螺栓；8-车轮连接销。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本实用新型中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。

需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、安装、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。另外，本实用新型中的“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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或常规放置状态或使用状态，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、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限制。

如图1-图6所示，本实用新型的实施例提供了一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置，包括电机侧传动盘10、传动轴20、车轮侧传动盘30、膜片连接组件40等。其中，电机侧传动盘10第一侧通过自身的第一端面齿11与电机转轴的端面齿连接并依靠锁紧螺栓5紧固，使电机转轴的动力传递至电机侧传动盘10。电机侧传动盘10的第二侧通过第一锥形孔12与三组膜片连接组件40连接，此时第一锥形孔12与三组膜片连接组件40的侧孔41对应，且依靠插设的锥形螺母6和膜片螺栓7紧固。

同时，三组膜片连接组件40通过中间孔42与传动轴20第一端的三个第二锥形孔21对齐，且同样依靠锥形螺母6和膜片螺栓7紧固连接，从而依靠三组膜片连接组件40完成电机侧传动盘10与传动轴20之间的动力传递。传动轴20第二端通过自身的第二端面齿22与车轮侧传动盘30的第三端面齿31连接，且依靠锁紧螺栓5紧固，将动力传递至车轮侧传动盘30。

车轮侧传动盘30上设置第三锥形孔32，其与另外三组膜片连接组件40的中间孔42对齐，且通过锥形螺母6和膜片螺栓7紧固。而这三组膜片连接组件40的侧孔41则通过膜片螺栓7与车轮连接销8连接，最终通过车轮连接销8与车轮过盈连接，将动力传递至车轮并驱动机车行驶。

作为优选的实施方式，本实施例中电机侧传动盘10为锻件，第一端面齿11的齿形角优选为30°，第一锥形孔12的锥形角均为45°。车轮侧传动盘30同样为锻件，第三端面齿31的齿形角优选为30°，第三锥形孔32的锥形角优选为45°。端面齿采用30°齿形角的设计，能够有效的地传递驱动转矩，同时改善锁紧螺栓5受力条件。膜片连接组件40采用45°锥形孔与锥形螺母6配合，在满足圆周扭转方向零间隙的情况下，有效地降低了螺栓轴向载荷。

在本实施例中，显然该联轴器的两端各有三组相同的膜片连接组件40，膜片连接组件40主要由不锈钢膜片43、衬套44和垫片45组成。其中，不锈钢膜片43的中间位置开设中间孔42、两端分别开设一个侧孔41，衬套44和垫片45在中间孔42以及侧孔41内过盈压装成组。联轴器每端的膜片连接组件40均采用三段分体结构，便于组装及后期维护更换，优选采用数片0.3mm薄片不锈钢膜片43压装成组，能够获得更好的轴向、径向和扭转刚度，具有优良的大位移变形适应能力。

在本实施例中，传动轴20为空心轴结构，由轴身23和轴头24组焊而成。其中，轴身23的第二端与车轮侧传动盘30连接，经端面齿通过锁紧螺栓5紧固，轴身23第一端的轴头24设置第二锥形孔21，以连接膜片连接组件40。传动轴20采用抗扭截面焊接结构，在强度满足的情况下，具有更好的工艺实现性，避免了材料浪费。

因此，本实施例提供的联轴器连接结构简单、设计合理，满足了永磁电机与轮对的具有大位移变形适应能力等特性要求。同时，联轴器结构采用全金属，可以满足长周期(12年)免维护性能要求，显著降低了后期维护保养成本。联轴器两端的膜片连接组件40均采用三组分体式结构，方便联轴器组装及后期维护更换。膜片连接组件40采用多层板厚0.3mm不锈钢膜片43叠加而成，具有良好的扭转刚度，同时又具有较小的轴向和径向刚度，可以有效地消除驱动装置组装误差。不锈钢膜片43通过衬套44和两侧垫片45小过盈压装，结构简单，通用性好。传动轴20采用抗扭截面焊接结构，在满足结构强度的情况下，显著提高了工艺可实现性，同时节省了材料。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，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所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置，其特征在于，包括电机侧传动盘、传动轴、车轮侧传动盘、膜片连接组件，所述电机侧传动盘与电机转轴固定连接，所述电机侧传动盘与所述传动轴的第一端通过多组所述膜片连接组件连接，所述传动轴的第二端与所述车轮侧传动盘固定连接，所述车轮侧传动盘通过多组所述膜片连接组件以及车轮连接销与车轮传动连接；所述电机侧传动盘上设置第一锥形孔、所述传动轴的第一端设置第二锥形孔，所述车轮侧传动盘设置第三锥形孔，通过锥形螺母和膜片螺栓与所述膜片连接组件固定。

2.根据权利要求1所述的一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置，其特征在于，所述传动轴的两端均设置三组膜片连接组件。

3.根据权利要求1所述的一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置，其特征在于，所述膜片连接组件包括不锈钢膜片、衬套和垫片，所述不锈钢膜片的中间开设中间孔、两端分别开设一个侧孔，所述衬套和所述垫片在所述中间孔以及所述侧孔内过盈压装成组。

4.根据权利要求3所述的一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置，其特征在于，所述膜片连接组件采用数片0.3mm的不锈钢膜片压装成组。

5.根据权利要求3所述的一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置，其特征在于，所述第一锥形孔、所述第二锥形孔以及所述第三锥形孔的锥形角为45°。

6.根据权利要求1所述的一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置，其特征在于，所述电机侧传动盘与所述电机转轴通过端面齿配合，且依靠锁紧螺栓固定，所述传动轴的第二端与所述车轮侧传动盘通过端面齿配合，且依靠锁紧螺栓固定。

7.根据权利要求6所述的一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置，其特征在于，所述端面齿的齿形角为30°。

8.根据权利要求6所述的一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置，其特征在于，所述电机侧传动盘、所述车轮侧传动盘均为锻件。

9.根据权利要求1所述的一种用于机车永磁直驱电机的联轴器装置，其特征在于，所述传动轴为空心轴结构，包括轴身和轴头，所述轴身与所述轴头焊接固定，所述第二锥形孔开设于所述轴头上。

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