一种用于三轴转向架的驱动装置、三轴转向架及轨道车辆的制作方法

1.本实用新型涉及轨道车辆转向架技术领域，尤其涉及一种用于三轴转向架的驱动装置及三轴转向架。


背景技术：

2.随着我国时速160公里动力集中动车组批量运用，其表现出了突出的经济性，推行可跨高铁线路运行的200km/h动力集中动车组被提上议程。未来可跨高铁线和普通线路运行的200km/h动力集中动车组应兼具经济和性能优势。跨高铁线运行的动车组要求轴重不大于17t，目前世界上高速机车(动力车)的单轴功率最大为1600kw，但是其对应的机车(动力车)轴重约21～22t。在17t轴重的限制下，单轴功率很难突破1400kw。因此采用bo转向架的动力集中型动车组很难达到速度和牵引力的平衡，配置更多的动力车意味着资源的浪费。因此能够匹配速度和牵引力平衡的co转向架型式的动力集中型动车组被寄予厚望，且co转向架在单驱动故障后具有更好的能力保持性。根据常规的动力集中型动车组编组型式，所需的动力车功率为6400kw，启动牵引力为240kn。采用co转向架六轴动力车的整车性能应不小于该要求。制约该co转向架的关键因素是缺乏一款适配该转向架的驱动装置。
3.动车组轴重控制在17t，必须采用小轮径车轮(1050mm轮径)，传统的大轮经车轮(1250mm轮径)将不能够满足轴重要求。目前的技术条件下，高速小轮径三轴转向架对驱动装置有强制性的技术要求：1、电机架悬，2、轮盘或轴盘制动，3、轮对和电机间较大的横向位移(达10mm以上)，4、驱动单元较小的纵向尺寸。cn201710784210.8《低轴重高速动车转向架驱动装置》专利中给出了一种解决办法，将六连杆空心轴机构设置于轮对中间，这样车轮上腾出空间设置轮盘制动。但该方法需要拉大电机和车轴之间的中心距离，通常齿轮箱需要设置介轮或二级传动，其中心距较大，导致整个驱动装置纵向尺寸较长，仅适用于bo两轴转向架，不适用于co三轴转向架。
4.cn201520340682.0《齿轮空心轴转向架》中公开了一种小齿轮空心轴驱动装置及转向架，但其齿轮空心轴方案采用双膜片联轴器，由于其横向位移能力有限，仅适用于两轴转向架，不适用于三轴转向架。对于co三轴转向架，一大难题是中间轴驱动装置需要较大的横向位移，传统的六连杆空心轴橡胶关节可适应该横向位移，但其尺寸不适用于小轮经三轴转向架。寻求一款满足横向位移要求的联轴器及安装匹配方式也是一大难题。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种适用于高速小轮径三轴转向架的齿轮空心轴架悬驱动装置，及具有该驱动装置的三轴转向架和轨道车辆，满足高速三轴转向架对其功率、牵引力、横向位移的要求。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种用于三轴转向架的驱动装置，包括电机、空心轴、套设于空心轴上的小齿轮、以及与小齿轮啮合传动的大齿轮，所述大齿轮固定于转向架的车轴上；所述空心轴的一端
通过膜片联轴器结构与所述电机的输出轴相连，所述空心轴的另一端通过齿式联轴器结构与小齿轮相连。
8.高速小轮径三轴转向架具有潜在的应用前景，受制于轴重、轮径、功率、牵引力、横向位移等各方面因素的相互制约，缺乏一款适配该转向架的驱动装置。上述的驱动装置，采用齿轮空心轴架悬驱动装置结构，齿轮空心轴配合齿式 膜片联轴器结构，齿式 膜片联轴器的齿式滑移结构可满足三轴转向架对轮对驱动装置横向运动位移的要求，膜片结构可满足径向运动位移的要求。
9.作为上述技术方案的进一步改进：
10.所述膜片联轴器结构包括套设于电机输出轴上的连接盘，和设于连接盘和空心轴之间的膜片联轴器，所述连接盘外圆周面朝向空心轴的一端设有向外延伸的第一延伸部，所述第一延伸部与膜片联轴器相连；所述空心轴外圆周面朝向连接盘的一端设有向外延伸的第二延伸部，所述第二延伸部与膜片联轴器相连；所述第一延伸部和第二延伸部分设于空心轴中心轴线的两侧。
11.所述齿式联轴器结构包括固定于车轴端部的内齿套和套设于内齿套上的外齿套，所述内齿套的外圆周上设有沿空心轴轴向方向延伸的第一齿，所述外齿套的内圆周上设有与第一齿啮合的第二齿，所述外齿套朝向小齿轮的一端与小齿轮通过紧固件相连。
12.所述外齿套和小齿轮之间设有端齿结构，所述端齿结构包括设于外齿套朝向小齿轮的一端端面上的第三齿，以及设于小齿轮朝向外齿套的一端端面上的第四齿，所述第四齿与第三齿啮合。
13.作为一个总的发明构思，本实用新型还提供一种三轴转向架，包括构架，安装于构架上的轮对，还包括上述的用于三轴转向架的驱动装置，所述空心轴和车轴均与一齿轮箱抱轴相连，所述大齿轮和小齿轮均设于所述齿轮箱中，所述齿轮箱和电机均安装于构架上。
14.作为上述技术方案的进一步改进：
15.所述电机的一端设有电机吊挂横梁，所述电机吊挂横梁上设有电机吊挂结构，所述电机的另一端设有电机安装结构，所述电机通过电机安装结构和电机吊挂结构与构架相连。
16.所述构架和电机之间设有电机防脱结构。
17.所述齿轮箱通过齿轮箱安装结构与电机相连。
18.所述齿轮箱和构架之间设有齿轮箱防脱结构。
19.电机采用三点架悬结构吊挂在构架上，齿轮箱采用吊杆结构吊挂到构架上。其结构简单，维护方便。
20.作为一个总的发明构思，本实用新型还提供一种轨道车辆，包括轨道车辆本体，还包括上述的三轴转向架，所述构架和轨道车辆通过牵引座相连，所述牵引座的上端与轨道车辆相连，所述牵引座的下端通过单牵引拉杆与构架相连。采用单拉杆牵引结构，其结构简单，维护方便。
21.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
22.1、本实用新型的用于三轴转向架的驱动装置，采用齿轮空心轴架悬驱动装置结构，齿轮空心轴配合齿式 膜片联轴器结构，齿式 膜片联轴器的齿式滑移结构可满足三轴转向架对轮对驱动装置横向运动位移的要求，膜片结构可满足径向运动位移的要求，从而
可满足高速三轴转向架对其功率、牵引力、横向位移的要求。
23.2、本实用新型的轨道车辆，采用单拉杆牵引结构，其结构简单，维护方便。
附图说明
24.图1为本实用新型的高速小轮径三轴转向架的正视图。
25.图2为本实用新型的高速小轮径三轴转向架的俯视图。
26.图3为本实用新型的齿轮空心轴架悬驱动装置的俯视图。
27.图4为本实用新型的齿轮空心轴架悬驱动装置的剖视图。
28.图5为图4中a处的放大图。
29.图6为本实用新型的架悬驱动装置电机悬挂的结构示意图。
30.图7为本实用新型的架悬驱动装置齿轮箱悬挂的结构示意图。
31.图8为本实用新型的单拉杆牵引装置的结构示意图。
具体实施方式
32.以下结合具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
33.实施例1：
34.如图1和图2所示，本实施例的高速小轮径三轴转向架，包含构架1、安装在构架上的轮对7.4、轴箱组装2、轴箱拉杆3、牵引拉杆4、二系弹簧5、轮盘制动装置6、轮对驱动装置7、踏面清扫器8、牵引座9、一系垂向减振器10、二系垂向减振器11、二系横向减振器12、抗蛇行减振器13等组成。轴箱组装，一、二系悬挂装置、轮盘制动装置、踏面清扫器等属于常规技术。
35.参阅图8，构架1和轨道车辆通过牵引座9相连，牵引座9的上端与轨道车辆相连，牵引座9的下端通过单牵引拉杆4与构架1相连。
36.如图3和图4所示，本实施例的用于三轴转向架的驱动装置，包括电机7.1、空心轴7.9、套设于空心轴7.9上的小齿轮7.6、以及与小齿轮7.6啮合传动的大齿轮7.15，大齿轮7.15固定于转向架的车轴上；空心轴7.9的一端通过膜片联轴器结构7.5与电机7.1的输出轴相连，空心轴7.9的另一端通过齿式联轴器结构7.8与小齿轮7.6相连。
37.空心轴7.9和车轴均与一齿轮箱7.3抱轴相连，大齿轮7.15和小齿轮7.6均设于齿轮箱7.3中，齿轮箱7.3和电机7.1均安装于构架1上。
38.大齿轮7.15、连接盘7.51、膜片联轴器7.52、
39.参阅图4和图5，膜片联轴器结构7.5包括套设于电机7.1输出轴上的连接盘7.51，和设于连接盘7.51和空心轴7.9之间的膜片联轴器7.52，连接盘7.51外圆周面朝向空心轴7.9的一端设有向外延伸的第一延伸部7.53，第一延伸部7.53与膜片联轴器7.52相连；空心轴7.9外圆周面朝向连接盘7.51的一端设有向外延伸的第二延伸部7.54，第二延伸部7.54与膜片联轴器7.52相连；第一延伸部7.53和第二延伸部7.54分设于空心轴7.9中心轴线的两侧。
40.继续参阅图4和图5，齿式联轴器结构7.8包括固定于车轴端部的内齿套7.81和套设于内齿套7.81上的外齿套7.82，内齿套7.81的外圆周上设有沿空心轴7.9轴向方向延伸
的第一齿，外齿套7.82的内圆周上设有与第一齿啮合的第二齿，外齿套7.82朝向小齿轮7.6的一端与小齿轮7.6通过紧固件相连。
41.本实施例中，外齿套7.82和小齿轮7.6之间设有端齿结构7.7，端齿结构7.7包括设于外齿套7.82朝向小齿轮7.6的一端端面上的第三齿，以及设于小齿轮7.6朝向外齿套7.82的一端端面上的第四齿，第四齿与第三齿啮合。
42.参阅图3和图6，电机7.1的一端设有电机吊挂横梁7.2，电机吊挂横梁7.2上设有电机吊挂结构7.14，电机7.1的另一端设有电机安装结构7.10，电机7.1通过电机安装结构7.10和电机吊挂结构7.14与构架1相连。构架1和电机7.1之间设有电机防脱结构7.11。
43.参阅图3和图7，齿轮箱7.3通过齿轮箱安装结构7.12与电机7.1相连。齿轮箱7.3和构架1之间设有齿轮箱防脱结构7.13。
44.电机7.1扭矩经膜片联轴器结构7.5、联轴器空心轴7.9、齿式联轴器结构7.8、端齿结构7.7传递到小齿轮7.6，通过齿轮啮合进而传递至轮对7.4。膜片联轴器结构7.5能够适应轮对相对构架的径向位移，齿式联轴器结构7.8能够适应轮对相对构架的轴向位移(达10mm以上)。驱动装置中的电机7.1通过电机吊挂结构7.14和两个电机安装结构7.10安装在构架上。齿轮箱7.3一端抱在轮对7.4的车轴上，一端通过齿轮箱安装结构7.12吊挂在构架上。电机7.1和齿轮箱7.3分别设置防脱落结构(7.11和7.13)。
45.牵引力从构架1，经单牵引拉杆4传递到牵引座9，进而传递至车体。
46.以上所述，仅是本技术的较佳实施例，并非对本技术做任何形式的限制，虽然本技术以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本技术，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。