转向架及轨道交通系统的制作方法

本公开涉及轨道交通技术领域，具体地，涉及一种转向架及轨道交通系统。

背景技术：

跨座式单轨是通过单根轨道支持、稳定和导向，车体通过其下方转向架骑在轨道梁上运行的轨道交通制式。现有技术中，转向架上除用于支撑车体的橡胶走行轮外，还可设置有齿轮，通过齿轮与轨道梁上的齿轨啮合，来提高车辆的爬坡能力，适用于大爬坡区段线路。

然而，当车辆进入坡度段，齿轮与齿条初始啮合时，由于相对位置的不确定，齿轮会与齿轨发生碰撞，损伤齿轮或齿轨，甚至可能会出现齿顶对齿顶无法啮合的情况，以及车辆运行过程中齿轮与齿轨之间的啮合有可能错位，即发生跳齿现象。

另外，但是现有技术的转向架中需要单独为齿轮提供额外的轮轴、齿轮箱等，使用设备零部件多，转向架结构复杂。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种转向架及具有该转向架的轨道交通系统，该转向架结构简单，能够减小初始啮合时齿轮和齿条的碰撞，提高轨道车辆的爬坡能力。

为了实现上述目的，本公开提供一种转向架，其包括走行轮、第一齿轮、动力总成、离合器，所述走行轮和所述第一齿轮同轴设置，所述动力总成包括动力输出轴，所述走行轮与所述动力输出轴传动连接，所述第一齿轮可转动地套设于所述动力输出轴，所述离合器用于接通或断开所述动力输出轴与所述第一齿轮之间的动力传递。

可选地，所述离合器包括主动件和从动件，所述主动件与所述动力输出轴传动连接，所述从动件与所述第一齿轮传动连接。

可选地，所述动力输出轴上设置有轴承结构，所述轴承结构的内圈套设于所述动力输出轴，所述轴承结构的外圈与所述从动件传动连接，所述第一齿轮套设于所述轴承结构的外圈且与其传动连接。

可选地，所述轴承结构的外圈与所述从动件一体成型。

可选地，所述动力输出轴上还设置有凸缘，所述凸缘沿径向凸出设置于动力输出轴，所述动力输出轴穿设于所述主动件和所述从动件，所述主动件背离所述从动件的一侧抵靠于所述凸缘。

可选地，所述走行轮的数量为两个且同轴设置，所述动力输出轴分别与两个所述走行轮传动连接，所述第一齿轮设置于两个所述走行轮之间。

可选地，所述走行轮内部设置有安全支撑体。

可选地，所述转向架还包括构架、导向轮和稳定轮，所述导向轮和稳定轮分别用于与轨道的侧壁配合，所述稳定轮设置于所述导向轮的下方。

可选地，所述转向架还包括构架和第二齿轮，所述第二齿轮可转动地设置于所述构架，所述第二齿轮设置于所述走行轮下方的左右两侧，所述第二齿轮的转动轴线与所述走行轮的转动轴线平行。

在上述技术方案中，通过将走行轮和第一齿轮同轴设置，可以通过动力总成同时驱动走行轮和第一齿轮，无需单独设置传动结构实现动力总成和第一齿轮之间的传动连接，结构简单。而且，通过离合器实现动力总成对第一齿轮动力输出的接通或断开，可以在需要时立即为第一齿轮提供动力，而且，在整个过程中动力总成始终在向外输出动力，无动力中断，可保证车辆爬坡的动力持续输出。

另外，在离合器结合前，由于第一齿轮是可转动地设置于动力输出轴，在初始啮合时，第一齿轮可以根据实际啮合情况适应性地转动，从而可以有效保证第一齿轮和第一齿轨的准确啮合，减少由于啮合不准确导致的初始啮合时的撞击，提高轨道车辆的爬坡能力和舒适性。

根据本公开的另一方面还提供了一种轨道交通系统，其包括轨道和上述的转向架，所述轨道包括轨道梁本体和第一齿轨，所述第一齿轨沿所述轨道梁本体的长度方向延伸地设置于所述轨道梁本体的顶面，所述第一齿轨用于与所述第一齿轮啮合。

可选地，所述第一齿轨沿所述轨道梁本体的长度方向可移动地设置于所述轨道梁本体。

可选地，所述轨道还包括弹性件，所述弹性件两端分别与所述第一齿轨和所述轨道梁本体连接，所述第一齿轨移动时压缩或拉伸所述弹性件。

可选地，所述轨道还包括第二齿轨，所述第二齿轨设置于所述轨道梁本体且与所述第一齿轨平行设置，所述转向架还包括构架和第二齿轮，所述第二齿轮可转动地设置于所述构架，所述第一齿轮与所述第一齿轨啮合时，所述第二齿轮和所述第二齿轨啮合。

可选地，所述第二齿轨沿所述轨道梁本体的宽度方向凸出设置于所述轨道梁本体的两侧，且所述第二齿轨上的齿朝下延伸设置，所述第二齿轮设置于所述轨道梁本体的顶面所在的平面以下；

所述第二齿轨的数量为两条，且分别间隔设置于所述轨道梁本体的两侧，所述第二齿轮的数量至少为两个，所述第二齿轮分别设置于所述轨道梁本体的两侧，且用于与对应的所述第二齿轨啮合。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种实施方式的轨道交通系统的俯视结构原理示意图；

图2是本公开一种实施方式的轨道交通系统的侧视示意图；

图3是本公开一种实施方式的转向架的部分侧视示意图；

图4是本公开一种实施方式的轨道交通系统的主视图示意图；

图5是本公开一种实施方式的轨道交通系统的主视结构剖视示意图；

图6是本公开一种实施方式的轨道的主视结构剖视示意图。

附图标记说明

100-转向架；10-走行轮；20-第一齿轮；30-动力总成；31-动力输出轴；40-离合器；41-主动件；42-从动件；50-轴承结构；60-构架；70-第二齿轮；81-导向轮；82-稳定轮；83-悬挂；84-凸缘；90-轨道；91-轨道梁本体；92-第一齿轨；93-第二齿轨；94-弹性件；95-锁止机构；96-浮动间隙。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常指的是处于使用状态的转向架100“上、下”的方向，“左、右”指的是轨道梁本体91的宽度方向的左右，具体可参考图2所示的图面方向。“内、外”是指相关零部件轮廓的内、外。此外，本公开实施例中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

在本公开中，两个部件“传动连接”是指两个部件之间可以传递扭矩，例如一体形成、焊接或螺接等固定连接、过盈配合、键连接等。

在本公开中提供了一种转向架100和轨道交通系统，能够增加轨道车辆的爬坡能力。根据本公开的一方面提供了一种转向架100，如图1-5所示，转向架100包括走行轮10、第一齿轮20、动力总成30、离合器40。走行轮10和第一齿轮20同轴设置。动力总成30包括动力输出轴31。走行轮10与动力输出轴31传动连接。第一齿轮20可转动地套设于动力输出轴31，即第一齿轮20可绕动力输出轴31自由转动。离合器40用于接通或断开动力输出轴31与第一齿轮20之间的动力传递。

动力总成30包括电动机或发动机，动力输出轴31为电动机或发动机的输出轴。

在上述技术方案中，通过将走行轮10和第一齿轮20同轴设置，可以通过动力总成30同时驱动走行轮10和第一齿轮20，无需单独设置传动结构实现动力总成30和第一齿轮20之间的传动连接，结构简单。而且，通过离合器40实现动力总成30对第一齿轮20动力输出的接通或断开，可以在需要时立即为第一齿轮20提供动力，而且，在整个过程中动力总成30始终在向外输出动力，无动力中断，可保证车辆爬坡的动力持续输出。

另外，在离合器40结合前，由于第一齿轮20是可转动地设置于动力输出轴31，在初始啮合时，第一齿轮20可以根据实际啮合情况适应性地转动，从而可以有效保证第一齿轮20和第一齿轨92的准确啮合，减少由于啮合不准确导致的初始啮合时的撞击，然后在第一齿轮20和第一齿轨92准确啮合后接通离合器40，通过动力总成30驱动第一齿轮20提供爬坡力，提高轨道车辆的爬坡能力和舒适性。

在本公开中的轨道交通系统，既可以是单轨交通系统也可以是双轨交通系统。以下以单轨交通系统为例进行说明。

进一步地，如图3所示，离合器40包括主动件41和从动件42。主动件41与动力输出轴31传动连接，从动件42与第一齿轮20传动连接。在未爬坡时，主动件41和从动件42分离，第一齿轮20和从动件42可适应性地转动，当进入爬坡区域、且第一齿轮20和第一齿轨92准确啮合后，主动件41与从动件42结合，主动件41带动从动件42转动，从而带动与从动件42连接的第一齿轮20转动，通过第一齿轮20和第一齿轨92的啮合传动，从而增加轨道车辆的爬坡能力。

在本公开中对如何实现动力输出轴31与从动件42等的可转动连接不作限制，可以是间隙配合等，可以根据需要设置。在一种实施方式中，如图3所示，动力输出轴31上设置有轴承结构50，轴承结构50的内圈套设于动力输出轴31，轴承结构50的外圈与从动件42传动连接，第一齿轮20套设于轴承结构50的外圈且与其传动连接。动力输出轴31穿设于主动件41和走行轮10。

可选地，轴承结构50的外圈与从动件42一体成型，从而可以进一步简化结构，使得整个转向架100的结构更加紧凑。

在未爬坡时，主动件41和从动件42分离，从动件42通过轴承结构50可转动地设置于动力输出轴31；当进入爬坡区域、且第一齿轮20和第一齿轨92准确啮合后，主动件41与从动件42结合，主动件41带动从动件42转动，从动件42带动轴承结构50的外圈转动，从而带动与轴承结构50的外圈连接的第一齿轮20转动，从而增加轨道车辆的爬坡能力。

通过动力输出轴31依次穿设于主动件41、走行轮10、轴承结构50，可以使整体结构更加简单紧凑，进一步地，方便通过动力总成30同时驱动走行轮10和第一齿轮20。

动力输出轴31上还设置有凸缘84，凸缘84沿径向凸出设置于动力输出轴31，主动件41背离从动件42的一侧抵靠于该凸缘84，凸缘84可以限制主动件41沿轴向方向的位移。

在本公开中对离合器40的具体类型不作限制，可以根据需要设置。在本公开一种实施方式中，离合器40为摩擦离合器40，主动件41为飞轮，从动件42为从动盘。可以理解的是，在其他实施方式中，离合器40还可以是磁粉离合器40、液力离合器40或电磁离合器40等。

如图2和图3所示，在本公开一种实施方式中，走行轮10的数量为两个且同轴设置。动力输出轴31分别与两个走行轮10传动连接，第一齿轮20设置于两个走行轮10之间。

动力输出轴31穿设于两个走行轮10和位于走行轮10之间的第一齿轮20，驱动走行轮10沿轨道90行走，结构简单紧凑。在本公开中，走行轮10仅具有一根转轴，即动力输出轴31，因此，本公开中的转向架100为单轴转向架100，所需的转弯半径更小，使得转向架100更加适合于山地等地形复杂的地理环境。

为了避免走行轮10爆胎后，第一齿轮20与轨道90接触而损伤第一齿轮20上的齿牙，在一种实施方式中，走行轮10内部设置有安全支撑体。安全支撑体设置于走行轮10内部，具有一定的强度和刚度，在走行轮10爆胎后，依然能够保持行驶轮廓，胎圈依然固定在轮辋上，从而保证车辆能够长时间或者暂时稳定行驶，避免爆胎后第一齿轮20与轨道90接触。进一步地，走行轮10可采用安全轮胎。

根据本公开的另一方面，如图1所示，还提供了一种轨道交通系统，其包括轨道90和上述的转向架100。轨道90包括轨道梁本体91和第一齿轨92。第一齿轨92沿轨道梁本体91的长度方向延伸地设置于轨道梁本体91的顶面。第一齿轨92用于与第一齿轮20啮合。

具体地，可以仅在线路中坡度较大的区域铺设第一齿轨92。通过在轨道梁本体91上设置第一齿轨92，使得第一齿轮20和第一齿轨92啮合，通过走行轮10与第一齿轮20共同驱动车辆行驶，增加轨道车辆的爬坡能力。另外，在离合器40结合前，由于第一齿轮20是可转动地设置于动力输出轴31，在初始啮合时，第一齿轮20可以根据实际啮合情况适应性地转动，从而可以有效保证第一齿轮20和第一齿轨92的准确啮合，减少由于啮合不准确导致的初始啮合时的撞击，提高轨道车辆的爬坡能力和舒适性。

为了进一步地增加第一齿轮20和第一齿轨92初始啮合时的准确性，如图6所示，第一齿轨92沿轨道梁本体91的长度方向可移动地设置于轨道梁本体91。

由于第一齿轨92是可移动地设置于轨道梁本体91上，当第一齿轮20和第一齿轨92初始啮合时，第一齿轮20在啮合入第一齿轨92时，由于第一齿轮20和第一齿轨92之间的相互作用力，可促第一齿轨92进行相应地位移调整，从而保证第一齿轮20能顺利与第一齿轨92进行自适应啮合。只要第一齿轮20上有一个齿与第一齿轨92正确啮合，从而就能够保证第一齿轮20上的其余的齿与第一齿轨92的正确啮合。因此，能够通过第一齿轨92的自适应调整缓冲初始啮合时可能产生的冲击，保证第一齿轮20和第一齿轨92的正确啮合，从而保证能够有效地提高车辆的爬坡能力。

为了进一步地缓冲初始啮合时的冲击，如图6所示，轨道90还包括弹性件94，弹性件94两端分别与第一齿轨92和轨道梁本体91连接，第一齿轨92移动时压缩或拉伸弹性件94。

由于设置了弹性件94，第一齿轨92在移动时会压缩或拉伸弹性件94，以缓冲第一齿轮20与第一齿轨92啮合时的冲击，减小噪音，也减小了第一齿轮20与第一齿轨92上的齿牙的可能产生的损伤，同时，也避免了第一齿轨92在移动时会与轨道梁本体91产生猛烈的撞击。

在本公开中对弹性件94的具体结构不作限制，可以是弹簧、弹性硅胶件、弹性橡胶件、弹片或者其他弹性机构。优选地，弹性件94为压簧。

在本公开中，对弹性件94的具体设置位置不作限制，只要弹性件94的一端与第一齿轨92固定连接，另一端与轨道梁本体91固定连接，且第一齿轨92在运动时能够使弹性件94发生形变即可。

在一种实施方式中，如图6所示，弹性件94夹设于第一齿轨92的长度方向的端壁与轨道梁本体91的端壁之间。这样可以有效缓冲第一齿轨92的移动，避免第一齿轨92突然出现过大的位移，同时也能够有效防止第一齿轨92的端壁与轨道梁本体91的端壁之间的撞击。进一步地，第一齿轨92的端壁与轨道梁本体91的端壁的相对应地位置上分别设置有用于容纳弹性件94的容纳槽。

为了对第一齿轨92沿长度方向的移动进行导向，在一种实施方式中，轨道梁本体91的顶面设置有沿长度方向延伸的导向槽(图中未示出)，第一齿轨92可移动地与导向槽配合。在第一齿轮20与第一齿轨92初始啮合时，第一齿轨92可沿导向槽前后滑动，从而保证第一齿轮20和第一齿轨92的准确啮合。而且，导向槽还能够限制第一齿轨92的沿左右方向的位置，从而保证第一齿轮20和第一齿轨92在左右方向上也能够更加准确地啮合。

在本公开一种实施方式中，如图6所示，为了将处于正确啮合位置的第一齿轨92进行锁止，轨道90梁结构还包括锁止机构95。锁止机构95包括锁止件和驱动机构。第一齿轨92的长度方向的端壁与轨道梁本体91的端壁之间具有浮动间隙96。当第一齿轮20和第一齿轨92正确啮合后，驱动机构驱动锁止件移动，以使锁止件能够进入浮动间隙96，从而使锁止件抵顶于轨道梁本体91和第一齿轨92之间，阻止第一齿轨92在啮合时移动。因此能够保证第一齿轮20和第一齿轨92的重复啮合精度，使轨道90车辆在行驶时具有足够的爬坡力。

为了提高第一齿轮20和第一齿轨92啮合的稳定性，在本公开一种实施方式中，如图1、图2、图4和图5所示，轨道90还包括第二齿轨93。第二齿轨93设置于轨道梁本体91且与第一齿轨92平行设置，转向架100还包括构架60和第二齿轮70，第二齿轮70可转动地设置于构架60，第一齿轮20与第一齿轨92啮合时，第二齿轮70和第二齿轨93啮合。

通过设置相互啮合的第二齿轨93和第二齿轮70，该两组齿轮和齿轨能够同时啮合，增加了齿轮和齿轨之间啮合时的接触面积，从而能够增加第一齿轮20和第一齿轨92啮合的稳定性，防止第一齿轮20和第一齿轨92之间的啮合发生错位(即跳齿现象)的情况，从而提高轨道车辆在大坡度路段运行的安全性和稳定性。

在本公开中对第二齿轨93的设置位置不作限制，只要能够与第二齿轮70啮合，加强第一齿轮20和第一齿轨92啮合的稳定性即可。在一种实施方式中，如图2、图4和图5所示，第二齿轨93沿轨道梁本体91的宽度方向凸出设置于轨道梁本体91的两侧，且第二齿轨93上的齿朝下延伸设置，第二齿轮70设置于轨道梁本体91的顶面所在的平面以下。

第二齿轨93的数量为两条，且分别间隔设置于第一齿轨92的两侧，第二齿轮70的数量至少为两个，第二齿轮70分别设置于第一齿轨92的两侧，且用于与对应的第二齿轨93啮合。

通过使第二齿轮70与其上方的第二齿轨93啮合，不仅能够提高第一齿轮20和第一齿轨92啮合的稳定性，而且由于第二齿轨93与其下方的第二齿轮70的配合，能够起到稳定转向架100的作用，防止轨道车辆发生侧翻。

通过增加更多的相互啮合的第二齿轮70和第二齿轨93，能够进一步地增加第一齿轮20和第一齿轨92啮合的稳定性，而且，当将第二齿轮70设置于下方时，位于轨道梁本体91左右两侧的啮合的第二齿轨93和第二齿轮70，能够增加轨道车辆的运行的平稳性，防止轨道车辆左右侧翻。

可以理解的是，在其他实施方式中，第二齿轨93可以设置于轨道梁本体91的顶面上，与第一齿轨92并排设置。

如图1-5所示，转向架100还包括构架60、导向轮81和稳定轮82。导向轮81和稳定轮82分别可转动地设置于构架60且与轨道梁本体91的侧壁配合，稳定轮82设置于导向轮81的下方。轨道交通系统还包括车体。构架60的两侧均设置有悬挂83，通过悬挂83将转向架100与车体连接。构架60下方的两侧均可设置导向轮81和稳定轮82。导向轮81用于对转向架100的行走进行导向，稳定轮82用于防止车体发生侧翻。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。