[发明专利]轨道车辆永磁直驱牵引传动装置

说明书

本发明公开了一种轨道车辆永磁直驱牵引传动装置，包括永磁牵引电机、弯形梁总成、轮对总成、弹性悬挂装置、弹性联轴器、支撑弹簧和构架。本发明采用永磁牵引电机直接驱动轮对运行，取消了齿轮箱，避免了齿轮箱所引起的冲击、碰撞、噪声及漏油等弊端，缩短了传动链，提高了传动效率。本发明取消了齿轮箱，且将永磁牵引电机采用架承式悬挂方式，因此减少了直接作用于轮对上的簧下质量，提高了轨道车辆的整体运行性能。本发明采用弯形连接梁结构，将两端的轮对连成一体，为永磁牵引电机提供了空间安装位置，避免了将永磁牵引电机的转子直接压制在车轴上，使永磁牵引电机成为一单独部件，便于装配与后期维护。

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

轨道车辆的牵引传动装置可将牵引电机产生的旋转力矩传递给轮对，是轨道车辆实现机电能量转换的核心单元，其牵引电机性能的提升及其附属系统结构的优化对提升轨道车辆的动力品质、轮轨关系及走行性能等具有关键性及决定性作用。

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ZL200910011291.3提出了一种新型动车永磁直驱牵引传动方案，采用了新型的联轴器与牵引电机悬挂方式，并取消了齿轮箱；该专利提高了机车、动车转向架的运行性能，但仍存在以下弊端：

1、轮对所属的动轴直接贯穿牵引电机中心，连接过程中不仅装配精度要求高，而且电机与轮对为整体装配与拆卸，不利于电机或轮对的后期维护；

2、虽然牵引电机的输出空心轴与轮对轴之间采用弹性装置以减少振动冲击，但由于转向架下部位置空间有限，径向空间较小，使该种结构的减震性受到限制；

3、牵引电机输出轴虽然采用了架承式悬挂方案，但其转子仍为簧下质量，运行过程中随着车轮的旋转振动，对牵引电机内部轴承的冲击较大，影响牵引电机的整体运行寿命。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要提出一种不仅能减轻簧下质量、提高传动效率，而且能方便转向架的装配与维护、改善抗震性能、提高使用寿命的轨道车辆永磁直驱牵引传动装置。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

轨道车辆永磁直驱牵引传动装置，包括永磁牵引电机、弯形梁总成、轮对总成、弹性悬挂装置、弹性联轴器、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；所述的动力输出轴的两端由轴承支撑，并采用双端同时输出结构；

所述的弯形梁总成包括弯形连接梁、左支撑轴承及右支撑轴承；所述的弯形连接梁采用U型结构，两端为两个与轮对总成同轴的同心孔，左支撑轴承及右支撑轴承安装在同心孔内；

所述的轮对总成，采用分体式结构，包括两端的车轮及车轮动轴；所述的车轮动轴压制在车轮的中心；

所述永磁牵引电机位于弯形连接梁的U型结构的中间位置，通过弹性悬挂装置与构架连接，其动力输出轴的双端分别通过两端的弹性联轴器与两端的车轮动轴内侧连接；

左右两端的车轮动轴分别通过左支撑轴承和右支撑轴承与弯形连接梁的两端连接、并连成一体；

所述的支撑弹簧安装于构架和动力输出轴之间，用于支撑构架。