CN219013214U - 一种轨道交通用膜片联轴器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种轨道交通用膜片联轴器，包括传动轴、动力输入传动盘、动力输出传动盘以及膜片连接组件，传动轴包括传动轴身以及分别固定在传动轴身两端的动力输入端轴端和动力输出端轴端，动力输出传动盘与动力输入端轴端通过膜片连接组件连接，动力输出传动盘与动力输出端轴端通过膜片连接组件连接；动力输入传动盘与电机的转轴固定连接，传动轴身穿过电机布置，动力输出传动盘与车轴过盈配合相连，以传动动力至车轴。本实用新型能够很好地适应电机的安装，联轴器动力输出传动盘采用与车轴过盈配合安装的方式，有效的地传递驱动转矩的同时具有过载保护功能，还能节省部件空间和重量，结构简单，通用性好。

Description

一种轨道交通用膜片联轴器

技术领域

本实用新型涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种轨道交通用膜片联轴器。

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，传统轨道交通用联轴器，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系统传递给车轴，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。此种联轴器广泛应用于地铁、动车组等车辆。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。其中，驱动电机(20)的转子轴(21)通过“端面齿+螺栓”联接结构将动力传递给挠性板联轴器的传力盘(32)，传力盘(32)通过第一挠性板(33)将动力传递给空心轴(311，空心轴(31)通过“端面齿+螺栓”联接结构将动力传递给传动盘(34)，传动盘(34)通过第二挠性板(35)将动力传递给传动销(36)，传动销(36)通过过盈配合在主动车轮(11)上，进而带动轮对(10)旋转，因此该对比文件仍是通过传动销带动车轮的方式，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，提供一种轨道交通用膜片联轴器，包括传动轴、动力输入传动盘、动力输出传动盘以及膜片连接组件，所述传动轴包括传动轴身以及分别固定在所述传动轴身两端的动力输入端轴端和动力输出端轴端，所述动力输出传动盘与所述动力输入端轴端通过所述膜片连接组件连接，所述动力输出传动盘与所述动力输出端轴端通过所述膜片连接组件连接；所述动力输入传动盘与电机的转轴固定连接，所述传动轴身穿过所述电机布置，所述动力输出传动盘与车轴过盈配合相连，以传递动力至所述车轴。

进一步地，所述动力输入传动盘通过梯形齿与所述电机的转轴连接，并依靠锁紧螺栓紧固；所述动力输入端轴端通过梯形齿和锁紧螺栓与所述传动轴身的第一端紧固连接，所述传动轴身的第二端通过梯形齿和锁紧螺栓与所述动力输出端轴端紧固连接。

进一步地，所述梯形齿的齿形角为40°。

进一步地，所述动力输入传动盘、所述动力输入端轴端、所述动力输出端轴端、以及所述动力输出传动盘上均开设有锥形孔，所述膜片连接组件上开设有通孔，所述锥形孔与对应的所述通孔对齐，且通过膜片压紧螺栓和锥形的膜片安装螺母紧固。

进一步地，所述膜片连接组件包括不锈钢膜片、衬套和垫片，所述衬套和所述垫片在所述通孔内过盈压装成组。

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，所述锥形孔的锥形角为40°。

进一步地，所述膜片连接组件为多段分体结构，且至少包括三段。

进一步地，所述动力输入传动盘、所述动力输入端轴端、所述动力输出传动盘、所述动力输出端轴端均开设有定位销孔，所述定位销孔与所述锥形孔一一对应设置。

本实用新型的上述方案有如下的有益效果：

本实用新型提供的轨道交通用膜片联轴器，能够很好地适应电机的安装，联轴器动力输出传动盘采用与车轴过盈配合安装的方式，有效的地传递驱动转矩的同时具有过载保护功能，还能节省部件空间和重量；膜片连接组件的设置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；依靠锥形孔与锥形膜片安装螺母配合，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；膜片连接组件的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。

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剖视图；

图2为本实用新型的动力输入传动盘示意图；

图3为本实用新型的传动轴结构示意图；

图4为本实用新型的膜片连接组件示意图；

图5为本实用新型的动力输出传动盘示意图。

【附图标记说明】

1-传动轴身；2-动力输入传动盘；3-动力输入端轴端；4-动力输出端轴端；5-动力输出传动盘；6-膜片连接组件；7-电机；8-梯形齿；9-锁紧螺栓；10-锥形孔；11-通孔；12-膜片压紧螺栓；13-膜片安装螺母；14-车轴；15-定位销孔；16-不锈钢膜片；17-衬套；18-垫片。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“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，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是锁定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图5所示，本实用新型的实施例提供了一种轨道交通用膜片连轴器，包括传动轴身1、动力输入传动盘2、动力输入端轴端3、动力输出端轴端4、动力输出传动盘5，膜片连接组件6等。其中，联轴器的安装需要穿过电机7，动力输入传动盘2通过梯形齿8与电机7的转轴连接，并依靠锁紧螺栓9紧固。动力输入传动盘2通过锥形孔10与膜片连接组件6的通孔11对齐，且依靠膜片压紧螺栓12和膜片安装螺母13紧固连接。膜片连接组件6组成整圈，经膜片压紧螺栓12和膜片安装螺母13与动力输入端轴端3的锥形孔10紧固连接。动力输入端轴端3通过梯形齿8和锁紧螺栓9与传动轴身1第一端紧固连接，传动轴身1第二端通过锁紧螺栓9和梯形齿8与动力输出端轴端4紧固连接，动力输出端轴端4的锥形孔10与该位置膜片连接组件6的通孔11对齐，通过膜片压紧螺栓12和膜片安装螺母13紧固连接，膜片连接组件6通过膜片压紧螺栓12和膜片安装螺母13与动力输出传动盘5的锥形孔10紧固连接，动力输出传动盘5依靠过盈配合与车轴14相连，最终将电机7的扭矩传递至车轴14。

因此，本实施例提供的联轴器采用外套电机7、内穿车轴14的方案，膜片连接组件4安装在联轴器的两端外侧，膜片压紧螺栓12头部靠外侧，联轴器与电机7两端的最小轴向接触距离剔除扭矩扳手和螺杆长度使用空间影响，接近联轴器轴向位移距离，以节省安装、拆卸空间。

可以理解的是，力矩的传递过程为：电机7→动力输入传动盘2→动力输入端的膜片连接组件6→动力输入端轴端3→传动轴身1→动力输出端轴端4→动力输出端的膜片连接组件6→动力输出传动盘5→车轴14。

在本实施例中，膜片连接组件6主要由不锈钢膜片16、衬套17和垫片18组成。其中，不锈钢膜片16的中间位置和两端均开设通孔11，衬套17和垫片18在通孔11内过盈压装成组。作为优选，单层不锈钢膜片16厚度为0.3mm，组件总厚度约6mm，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，小过盈压装的方式结构简单，通用性好。

膜片连接组件6采用多段分体结构连接为整圈，相比较于整圈一体膜片连接或搭接结构，强度更高，可适用超15000Nm高扭转扭矩，且便于组装及后期维护更换，另外径向位移可达35mm，轴向位移可达20mm，具有优良的大位移变形适应能力。

在本实施例中，联轴器中间的传动轴由动力输入端轴端3、传动轴身1和动力输出端轴端4通过锁紧螺栓9与梯形齿8紧固连接而成，电机7和动力输入传动盘2可从任意一端进行安装，提高了安装的便利性。另外动力输入端轴端3、传动轴身1和动力输出端轴端4可分段更换，降低了后期维护成本。

在本实施例中，传动轴两侧的传动盘与传动轴身1、动力输出传动盘2与电机7转轴优选采用40°梯形齿8紧固连接，在满足结构强度的情况下，极大的提高了工艺可实现性和安装、拆卸的便利性，同时节省了材料。该角度的选择不仅有效传递了驱动转矩，同时改善了锁紧螺栓9受力条件。另外，膜片连接组件6采用40°锥形孔10与锥形的膜片安装螺母13配合的方式，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，动力输出传动盘5采用与车轴14过盈配合安装的方式，有效传递驱动转矩的同时具有过载保护功能，还能节省部件空间和重量。

作为进一步改进，本实施例中动力输入传动盘2、动力输入端轴端3、动力输出传动盘5、动力输出端轴端4均开设有定位销孔15，且定位销孔15与锥形孔10一一对应设置，方便通过定制的三销扳手进行操作、固定等，提升操作便捷性，节约安装空间。

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)

1.一种轨道交通用膜片联轴器，其特征在于，包括传动轴、动力输入传动盘(2)、动力输出传动盘(5)以及膜片连接组件(6)，所述传动轴包括传动轴身(1)以及分别固定在所述传动轴身(1)两端的动力输入端轴端(3)和动力输出端轴端(4)，所述动力输入传动盘(2)与所述动力输入端轴端(3)通过所述膜片连接组件(6)连接，所述动力输出传动盘(5)与所述动力输出端轴端(4)通过所述膜片连接组件(6)连接；所述动力输入传动盘(2)与电机(7)的转轴固定连接，所述传动轴身(1)穿过所述电机(7)布置，所述动力输出传动盘(5)与车轴(14)过盈配合相连，以传递动力至所述车轴(14)。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通用膜片联轴器，其特征在于，所述动力输入传动盘(2)通过梯形齿(8)与所述电机(7)的转轴连接，并依靠锁紧螺栓(9)紧固；所述动力输入端轴端(3)通过梯形齿(8)和锁紧螺栓(9)与所述传动轴身(1)的第一端紧固连接，所述传动轴身(1)的第二端通过梯形齿(8)和锁紧螺栓(9)与所述动力输出端轴端(4)紧固连接。

3.根据权利要求2所述的一种轨道交通用膜片联轴器，其特征在于，所述梯形齿(8)的齿形角为40°。

4.根据权利要求1所述的一种轨道交通用膜片联轴器，其特征在于，所述动力输入传动盘(2)、所述动力输入端轴端(3)、所述动力输出端轴端(4)、以及所述动力输出传动盘(5)上均开设有锥形孔(10)，所述膜片连接组件(6)上开设有通孔(11)，所述锥形孔(10)与对应的所述通孔(11)对齐，且通过膜片压紧螺栓(12)和锥形的膜片安装螺母(13)紧固。

5.根据权利要求4所述的一种轨道交通用膜片联轴器，其特征在于，所述膜片连接组件(6)包括不锈钢膜片(16)、衬套(17)和垫片(18)，所述衬套(17)和所述垫片(18)在所述通孔(11)内过盈压装成组。

6.根据权利要求5所述的一种轨道交通用膜片联轴器，其特征在于，所述膜片连接组件(6)采用数片0.3mm的不锈钢膜片(16)压装成组。

7.根据权利要求4所述的一种轨道交通用膜片联轴器，其特征在于，所述锥形孔(10)的锥形角为40°。

8.根据权利要求1所述的一种轨道交通用膜片联轴器，其特征在于，所述膜片连接组件(6)为多段分体结构，且至少包括三段。

9.根据权利要求4所述的一种轨道交通用膜片联轴器，其特征在于，所述动力输入传动盘(2)、所述动力输入端轴端(3)、所述动力输出传动盘(5)、所述动力输出端轴端(4)均开设有定位销孔(15)，所述定位销孔(15)与所述锥形孔(10)一一对应设置。

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