[发明专利]空心轴式轨道车辆永磁直驱牵引传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可用于轨道车辆的永磁直驱牵引传动装置，特别是一种可用于机车、动车、城轨及地铁的永磁直驱牵引传动装置。

背景技术

目前我国轨道车辆的牵引传动装置一般采用三相交流异步牵引电机作为动力输出源，并通过齿轮箱将动力传递给轮对。齿轮箱一般直接压制在轮对所属的动轴上，不仅增加了转向架的簧下质量，严重影响轨道车辆的轮轨关系、走行性能及车辆运行的整体性能，而且齿轮箱在运行过程中还存在机械故障多及维护成本高等诸多弊端；另外，齿轮箱还会产生漏油、噪音等问题。

因此取消机械齿轮箱，采用高功率密度的永磁同步电机直接驱动轮对运行是解决上述问题的关键。

中国专利CN 2017110077022提出一种轨道车辆永磁直驱牵引传动装置，该装置采用弯形梁结构，将轮对联为一体，牵引电机置于弯形梁中间，并通过联轴器将牵引电机输出转矩传递给轮对。该专利提出的结构虽然也为永磁牵引电机直驱式，但弯形梁结构复杂，抗弯强度较差，且为簧下质量，影响轨道车辆的走行性能；另外，由于弯形梁结构的存在，减小了转向架最低点距轨面的距离，不仅导致其对运行路况的要求较高，而且还限制了牵引电机的径向及轴向尺寸，减小了牵引电机的输出功率，使其仅能在城轨及地铁中应用。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要提出一种空心轴式轨道车辆永磁直驱牵引传动装置，不仅能减轻簧下质量，使传动结构更加简单紧凑，而且能扩展轴向及径向空间，有利于牵引电机的大功率化。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

空心轴式轨道车辆永磁直驱牵引传动装置，包括永磁牵引电机、连接轴、轮对总成、弹性悬挂装置、弹性联轴器、轴箱、支撑弹簧和构架；

所述的永磁牵引电机包括外壳、定子、转子和动力输出轴，所述的定子压制在外壳内部，转子压制在动力输出轴上；所述的动力输出轴采用空心轴式结构，由两端轴承支撑，并采用双端同时输出结构；

所述的轮对总成，采用分体式结构，包括两端的车轮、车轮动轴及保护轴承；所述的车轮动轴压制在车轮的中心；所述车轮动轴内侧开一中心孔，保护轴承安装在车轮动轴中心孔内；

所述的连接轴贯穿动力输出轴内部，其两端插入车轮动轴内的保护轴承中，将两个车轮动轴联成一体；

两端的车轮动轴分别通过弹性联轴器与动力输出轴联接；

所述支撑弹簧的下部与轴箱连接、上部与构架连接；所述的轴箱位于轮对总成的外侧，套装在车轮动轴上；

所述的弹性悬挂装置的上部与构架连接，下部与外壳连接。

进一步地，整个装置左右对称。

本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出性质及显著优点：

1、本发明取消了弯形梁结构，通过连接轴将两端的轮对连成一体，提高了轮对的抗弯强度，并使永磁牵引电机成为一单独部件，便于装配与后期维护。

2、本发明取消弯形梁结构可为永磁牵引电机提供更大的安装空间，既有利于实现牵引电机的大功率化，又进一步减轻了簧下质量，使轮轨的走行性能得到大幅提高，从而扩大了轨道车辆永磁直驱牵引传动装置的应用范围。

3、本发明引入了空心轴结构，与弯形梁结构相比，空心轴结构可更多地吸收车轮震动所引起的转向架横向及垂向的位移变化，使运行过程中车轮对永磁牵引电机的冲击更小，进一步地提高了永磁牵引电机的抗振性，更好地保护了永磁牵引电机的轴承，提高了永磁牵引电机的使用寿命。

4、综上，与弯形梁结构相比，本发明进一步提高了轨道车辆的整体传动效率，更有效地减轻了簧下质量，降低了轨道车辆对路况的要求，扩大了轨道车辆永磁直驱牵引传动装置的应用范围。

附图说明

图1为空心轴式轨道车辆永磁直驱牵引传动装置结构示意图。

图中：1、外壳，2、定子，3、转子，4、动力输出轴，5、轴承，6、车轮，7、车轮动轴，8、保护轴承，9、连接轴，10、弹性联轴器，11、支撑弹簧，12、轴箱，13、构架，14、弹性联轴器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1所示，空心轴式轨道车辆永磁直驱牵引传动装置，包括永磁牵引电机、连接轴9、轮对总成、弹性悬挂装置14、弹性联轴器10、轴箱12、支撑弹簧11和构架13；

所述的永磁牵引电机包括外壳1、定子2、转子3和动力输出轴4，所述的定子2压制在外壳1内部，转子3压制在动力输出轴4上；所述的动力输出轴4采用空心轴式结构，由两端轴承5支撑，并采用双端同时输出结构；