一种齿轮箱及轨道交通车辆的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及一种齿轮箱及轨道交通车辆。

背景技术

为了方便出行，轨道交通车辆得到了广泛应用，例如用于短程交通的地铁、城市轻轨等，用于长途交通的高铁等。齿轮箱是轨道交通车辆的关键部件，其质量性能直接影响到整个车辆的运转状况及使用寿命。

目前国内外地铁齿轮箱多数采用单级圆柱斜齿轮传动，传动方式为：驱动电机将动力输入给鼓形齿联轴节，带动齿轮箱主动齿轮转动，再通过齿轮箱齿轮副的啮合，驱动车轴转动，从而驱动车辆前进。现有的齿轮箱，传动系统轴向尺寸大，对转向架下部空间要求高，多适用于轴箱外置式转向架。

技术实现要素：

本发明的目的包括提供一种齿轮箱，该齿轮箱的轴向尺寸小，能够使用于轴箱内置式转向架。

本发明的目的还包括提供一种轨道交通车辆，其具备上述的齿轮箱。

本发明的实施例是这样实现的：

一种齿轮箱，连接于驱动电机和车轴之间，用于将驱动电机的动力传递给车轴，其包括齿轮箱体以及设置在齿轮箱体内的齿轮传动系统；齿轮传动系统包括输入轴和磨盘联轴节；磨盘联轴节包括第一连接盘和第二连接盘，第一连接盘与第二连接盘通过螺栓固定连接；第一连接盘与输入轴固定连接，第二连接盘用于与驱动电机固定连接。

在本发明的一个实施例中：

上述齿轮箱体上设置有用于与转向架固定连接的安装支架；安装支架包括连接板以及相对设置在连接板两侧的第一安装座和第二安装座；连接板用于与转向架固定连接；连接板与第一安装座之间及连接板与第二安装座之间均设置有橡胶堆。

在本发明的一个实施例中：

上述齿轮传动系统的输出轴固定连接有楔形联轴节；楔形联轴节包括第一连接部、第二连接部和楔形橡胶，第一连接部和第二连接部通过楔形橡胶固定连接；第一连接部与输出轴固定连接，第二连接部用于与车轴固定连接。

在本发明的一个实施例中：

上述输出轴的一端设置有第一端面齿，第一连接部的远离楔形橡胶的一端设置有第二端面齿，第一端面齿与第二端面齿啮合。

在本发明的一个实施例中：

上述输出轴为空心轴，车轴穿设在空心轴内；车轴上固定连接有车轮，车轮与楔形联轴节分别位于输出轴的两侧。

在本发明的一个实施例中：

上述齿轮传动系统还包括中间轴，输入轴与中间轴通过一级齿轮副传动连接，中间轴与输出轴通过二级齿轮副传动连接。

在本发明的一个实施例中：

上述一级齿轮副的一级从动齿轮与中间轴过盈配合，中间轴设置有与一级从动齿轮和中间轴的连接处连通的第一高压油道；二级齿轮副的二级从动齿轮与输出轴过盈配合，二级从动齿轮上设置有与二级从动齿轮和输出轴的连接处连通的第二高压油道。

在本发明的一个实施例中：

上述输出轴与齿轮箱体之间设置有第二密封装置和第三密封装置，第二密封装置位于输入轴远离楔形联轴节的一端，第三密封装置位于输入轴靠近楔形联轴节的一端。

在本发明的一个实施例中：

上述输入轴与齿轮箱体之间设置有第一密封装置，第一密封装置位于输入轴靠近驱动电机的一端。

一种轨道交通车辆，包括上述任意一种齿轮箱，该轨道交通车辆还包括驱动电机和车轴，齿轮箱的输入轴和输出轴分别与驱动电机和车轴连接。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明的实施例提供的齿轮箱，用于将驱动电机的动力传递给车轴，其包括齿轮箱体及设置在齿轮箱体内的齿轮传动系统。齿轮传动系统包括输入轴和磨盘联轴节；磨盘联轴节包括第一连接盘和第二连接盘，第一连接盘与第二连接盘通过螺栓固定连接；第一连接盘与输入轴固定连接，第二连接盘用于与驱动电机固定连接。通过使用磨盘联轴节连接齿轮箱的输入轴与驱动电机，能够有效减小齿轮箱的轴向尺寸，满足转向架下轴向空间缩小的要求，使得齿轮箱能够适用与轴箱内置式转向架的使用，结构更加紧凑。

本发明的实施例提供的轨道交通车辆，包括上述的齿轮箱，因此也具有能够缩小轴向空间，结构紧凑的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的齿轮箱的整体结构示意图；

图2为图2中ⅱ-ⅱ处的剖面结构示意图；

图3为图1中ⅲ处的局部放大结构示意图；

图4为图2中ⅳ处的局部放大结构示意图；

图5为图2中ⅴ处的局部放大结构示意图；

图6为图2中ⅵ处的局部放大结构示意图；

图7为本发明实施例1提供的齿轮箱中楔形联轴节的结构示意图；

图8为图7中ⅷ-ⅷ处的剖面结构示意图；

图9为图2中ⅸ处的局部放大结构示意图。

图标：010-齿轮箱；100-齿轮箱体；110-齿轮箱本体；120-箱盖；130-安装支架；131-第一安装座；132-连接板；133-第二安装座；134-橡胶堆；210-驱动电机；220-磨盘联轴节；221-第一连接盘；221a-弹性部；222-第二连接盘；230-输入轴；231-第一定位密封圈；232-电机侧密封盖；233-挡油板；235-第一轴承座；237-车轮侧密封盖；238-一级主动齿轮；300-中间轴；310-一级从动齿轮；320-第一高压油道；330-第二轴承座；340-二级主动齿轮；400-输出轴；410-第三轴承座；420-输出轴密封盖；430-第二定位密封圈；441-回水腔；442-回油腔；460－第一端面齿；470－二级从动齿轮；471-第二高压油道；490－调整垫片；500-楔形联轴节；510－第一连接部；511－楔形连接块；512－第二端面齿；513－连接孔；520－第二连接部；521－第二连接块；530－楔形橡胶；531－橡胶块；532－第一连接块；600－车轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

图1为本实施例提供的齿轮箱010的整体结构示意图，图2为图1中ⅱ-ⅱ处的剖面结构示意图。请结合参照图1和图2，本实施例提供一种齿轮箱010，连接于驱动电机210和车轴600之间，用于将驱动电机210的动力传递给车轴600，其包括齿轮箱体100及设置在齿轮箱体100内的齿轮传动系统。齿轮传动系统包括输入轴230和磨盘联轴节220；磨盘联轴节220包括第一连接盘221和第二连接盘222，第一连接盘221与第二连接盘222通过螺栓固定连接；第一连接盘221与输入轴230固定连接，第二连接盘222用于与驱动电机210固定连接。通过使用磨盘联轴节220连接齿轮箱010的输入轴230与驱动电机210，能够有效减小齿轮箱010的轴向尺寸，满足转向架下轴向空间缩小的要求，使得齿轮箱010能够适用与轴箱内置式转向架的使用，结构更加紧凑。

下面对本实施例提供的齿轮箱010进行进一步说明：

图3为图1中ⅲ处的局部放大结构示意图。请结合参照图2和图3，在本实施例中，齿轮箱体100的一端设置有安装支架130，用于使齿轮箱体100固定连接在转向架上。具体的，安装支架130包括连接板132以及相对设置在连接板132两侧的第一安装座131和第二安装座133。连接板132、第一安装座131和第二安装座133均与齿轮箱体100固定连接。连接板132与第一安装座131之间，以及连接板132与第二安装座133之间均设置有橡胶堆134，连接板132的两端设置有安装通孔。安装时，先将两个压缩后的橡胶堆134分别安装在第一安装座131和连接板132之间与第二安装座133和连接板132之间，然后连接板132通过两个螺栓分别穿过两端设置的两个安装通孔与转向架固定连接，从而将齿轮箱体100与转向架固定连接。而且由于设置有橡胶堆134，实现了齿轮箱体100与转向架的柔性连接，提高了车辆舒适度。优选的，橡胶堆134为v型橡胶堆。

请参照图2，在本实施例中，齿轮箱体100包括相互连接的齿轮箱本体110和箱盖120，采用左右垂直分箱形式，齿轮箱本体110的开口设置在靠近车轮的一端，箱盖120通过螺栓固定连接在齿轮箱本体110的开口处，从而形成用于安装齿轮传动系统各组成部件的容纳腔。

在本实施例中，齿轮传动系统包括输入轴230、中间轴300和输出轴400。输入轴230与中间轴300通过一级齿轮副传动连接，一级齿轮副包括固定连接在输入轴230上的一级主动齿轮238和固定连接在中间轴300上的一级从动齿轮310，一级主动齿轮238和一级从动齿轮310啮合；中间轴300与输出轴400通过二级齿轮副传动连接，二级齿轮副包括固定连接在中间轴300上的二级主动齿轮340和固定连接在输出轴400上的二级从动齿轮470，二级主动齿轮340和二级从动齿轮470啮合。输入轴230输入的动力通过一级主动齿轮238和一级从动齿轮310传递到中间轴300，中间轴300获得的动力通过二级主动齿轮340和二级从动齿轮470传递到输出轴400，最终通过输出轴400传递给车轴600，从而驱动车辆运动。具体的，一级主动齿轮238、一级从动齿轮310、二级主动齿轮340和二级从动齿轮470均为圆柱斜齿轮。

图4为图2中ⅳ处的局部放大结构示意图，图5为。请参照图4，在本实施例中，齿轮箱010还包括磨盘联轴节220。磨盘联轴节220包括第一连接盘221和第二连接盘222，输入轴230的输入端过盈配合连接在第一连接盘221的内孔中，驱动电机210的动力输出轴过盈配合连接在第二连接盘222的内孔中，第一连接盘221和第二连接盘222周圈通过多个连接螺栓固定连接成一体。工作时，驱动电机210通过动力输出轴将动力传递给第二连接盘222，由于第二连接盘222与第一连接盘221通过连接螺栓刚性连接，第二连接盘222通过连接螺栓将动力传递给第一连接盘221，从而带动输入轴230转动，实现动力传输。

进一步的，第一连接盘221靠近第二连接盘222的一端设置有沿径向逐渐远离第二连接盘222的斜面，从而使得沿径向向外的方向，第一连接盘221的厚度逐渐减小，形成具有较小厚度的弹性部221a。当在生产、组装及使用过程中，第一连接盘221的内孔与第二连接盘222的内孔同轴度发生变化时，弹性部221a能够发生微小的弹性形变，从而对同轴度进行补偿，保证动力传输的稳定性。

进一步的，齿轮箱体100上设置有连接法兰，驱动电机210通过连接螺栓固定连接在连接法兰上。相较于现有的通过鼓形齿联轴节连接输入轴230和驱动电机210，使用磨盘联轴节220不仅重量较小，有助于减小一系簧下质量，而且轴向尺寸小，从而减小了齿轮箱010的轴向尺寸，满足转向架下轴向空间缩小的要求，使得齿轮箱010能够适用于轴箱内置式转向架的使用。

进一步的，为了避免齿轮箱体100内的润滑油从驱动电机210侧泄露，在输入轴230的动力输入端与齿轮箱本体110之间设置有第一密封装置。具体的，第一密封装置包括第一定位密封圈231和电机侧密封盖232，第一定位密封圈231的内孔与输入轴230过盈配合连接，电机侧密封盖232通过螺栓固定连接在齿轮箱本体110上，第一定位密封圈231与电机侧密封盖232形成非接触式的迷宫密封结构。进一步的，第一定位密封圈231与齿轮箱本体110之间还设置有挡油板233，挡油板233位于第一定位密封圈231远离驱动电机210的一端，通过挡油板233以及第一定位密封圈231和电机侧密封盖232形成的迷宫密封结构的共同作用，能够有效防止润滑油泄露。

输入端与齿轮箱本体110之间还设置有轴承，轴承通过过盈配合连接在输入轴230上，且位于挡油板233远离驱动电机210的一侧。输入轴230靠近车轮的一端与箱盖120之间设置有第一轴承座235，第一轴承座235与输入轴230之间设置有轴承组，轴承组通过过盈配合安装于输入轴230上。第一轴承座235外侧还固定连接有车轮侧密封盖237。

图5为图2中ⅴ处的局部放大结构示意图。请参照图5，在本实施例中，输入轴230的动力通过一级齿轮副传递给中间轴300。具体的，一级主动齿轮238与输入轴230一体设置，一级从动齿轮310通过过盈配合固定连接在中间轴300上。中间轴300上开设有第一高压油道320，第一高压油道320的一端贯穿中间轴300的端面，另一端与中间轴300和一级从动齿轮310的结合面连通。由于一级从动齿轮310通过过盈配合固定连接在中间轴300上，拆卸时，向第一高压油道320中出入高压油，从而在中间轴300与一级从动齿轮310的结合面上形成一定厚度的油膜，通过向一级从动齿轮310的端部施加轴向推力，从而将一级从动齿轮310拆卸下来。中间轴300的两端分别连接有轴承，两个轴承分别位于中间轴300与齿轮箱本体110之间以及中间轴300与箱盖120之间。而且中间轴300靠近车轮的一端还套设有第二轴承座330，第二轴承座330位于轴承与箱盖120之间，而且第二轴承座330还具有封闭中间轴300轴端的作用。

图6为图2中ⅵ处的局部放大结构示意图。请结合参照图2和图6，在本实施例中，中间轴300获得的动力通过二级齿轮副传递给输出轴400。具体的，二级主动齿轮340与中间轴300一体设置，二级从动齿轮470通过过盈配合固定连接在输出轴400上。进一步的，输出轴400的两端分别设置有第二密封装置和第三密封装置，能够防止齿轮箱体100内的润滑油泄露，同时也防止外界的水进入齿轮箱体100、发生润滑油乳化的问题。第二密封装置位于输出轴400靠近车轮的一端，位于输出轴400与箱盖120之间；第三密封装置位于输出轴400远离车轮的一端，位于输出轴400与齿轮箱本体110之间。具体的，第二密封装置包括第三轴承座410、输出轴密封盖420和第二定位密封圈430。第二定位密封圈430通过过盈配合组装在输出轴400上，第三轴承座410固定连接在箱盖120上，输出轴密封盖420固定连接在第三轴承座410的外侧。输出轴密封盖420与第二定位密封圈430形成有迷宫密封装置，该迷宫密封结构的内侧还形成有与密封密封结构连通的回水腔441。第二定位密封圈430与第三轴承座410之间形成有防漏密封，防漏密封外侧形成有与该防漏密封连通的回油腔442。第三轴承座410与输出轴400之间设置有轴承，该轴承通过过盈配合安装在输出轴400上。在本实施例中，第三密封装置的结构与第二密封装置相同，且与第三密封装置的对称设置。第三密封装置中轴承座为第四轴承座，第四轴承座与输出轴400之间设置有轴承。

图7为本实施例提供的齿轮箱010中楔形联轴节500的结构示意图，图8为图7中ⅷ-ⅷ处的剖面结构示意图。请结合参照图7和图8，在本实施例中，输出轴400通过楔形联轴节500实现与车轴600的传动连接。楔形联轴节500包括第一连接部510、第二连接部520和楔形橡胶530，第一连接部510和第二连接部520通过楔形橡胶530固定连接。第一连接部510与输出轴400固定连接，第二连接部520与车轴600固定连接。具体的，第一连接部510包括第一轴段和多个楔形连接块511，多个楔形连接块511沿第一轴段的周向间隔固定连接在第一轴段的外周面上，且沿逐渐靠近第一轴段的轴线的方向，楔形连接块511的宽度尺寸逐渐减小。多个楔形橡胶530的两端分别与相邻两个楔形连接块511固定连接。每一楔形橡胶530包括一个第一连接块532和两个橡胶块531，两个橡胶块531分别固定连接在第一连接块532相对的两端，且两个橡胶块531的自由端分别与相邻两个楔形连接块511固定连接。第二连接部520包括第二轴段和多个沿第二轴段周向设置的第二连接块521，第二连接块521通过螺栓与第一连接块532固定连接，如此，实现了齿轮箱010与车轴600的柔性连接，降低了轮轨间振动对齿轮传动系统的影响，减少了车辆运营与维护成本，提高了车辆舒适度。

图9为图2中ⅸ处的局部放大结构示意图。请参照图9，进一步的，输出轴400的轴端设置有第一端面齿460，第一轴段远离楔形连接块511的一端设置有第二端面齿512，第一端面齿460与第二端面齿512啮合。同时第一轴段周向开设有多个连接孔513，输出轴400开设有与连接孔513匹配的多个螺纹孔，连接螺栓穿过连接孔513螺接在螺纹孔中，从而使输出轴400与第一连接部510固定连接。车轴600与第二轴段的内孔通过过盈配合连接，从而使第二连接部520与车轴600固定连接。

进一步的，输出轴400为空心轴，第一轴段也为空心轴，车轴600依次穿过第一轴段和输出轴400设置，固定连接在车轴600上的车轮与驱动电机210分别位于齿轮箱010的两侧。由于车轴600穿设在输出轴400内，车轴600的轴向尺寸变小，因此在满足使用要求的前提下，车轴600的径向尺寸随之减小，车轴600的重量降低，有助于减小一系簧下质量。

进一步的，由于输出轴400为空心轴，第二高压油道471开设在二级从动齿轮470上。第二高压油道471两端分别与外界以及输出轴400与二级从动齿轮470的连接处连通，拆卸时，向第二高压油道471注入高压油，从而在二级从动齿轮470与输出轴400的结合面上形成一定厚度的油膜，同时通过向二级从动齿轮470端部施加轴向推力，从而将二级从动齿轮470拆卸下来。

进一步的，为了能够对齿轮箱010内轴承的轴向游隙进行调节，在第一轴承座235、第二轴承座330、第三轴承座410和第四轴承座与齿轮箱体100之间分别设置有调整垫片490。具体的，在第一轴承座235、第二轴承座330和第三轴承座410与齿轮箱010盖之间均设置有调整垫片490；第四轴承座与齿轮箱本体110之间设置有调整垫片490。

本发明的实施例中提供的齿轮箱010，通过安装支架130将齿轮箱010悬挂在转向架上，并且在安装支架130上设置有v型橡胶堆134，实现了齿轮箱010与转向架的柔性连接。输出轴400与车轴600通过楔形联轴节500传动连接，实现了齿轮箱010与车轴600的柔性连接。输入轴230与驱动电机210通过磨盘式联轴节传动连接，有助于减小轴向尺寸，满足轴箱内置式转向架的安装要求。综上，本发明提供了一种适用于轴箱内置式转向架用的齿轮箱010，齿轮箱010与车轴600、齿轮箱010与转向架的连接均为柔性连接，实现了转向架下轴向空间缩小的要求，减小了一系簧下质量，降低了轮轨间振动对齿轮传动系统的影响，减少了车辆运营与维护成本，提高了车辆舒适度。

本发明的实施例还提供了一种轨道交通车辆(图未示出)，其包括上述的齿轮箱010。由于该轨道交通车辆包括上述的齿轮箱010，因此也具有能够降低轮轨间振动对齿轮传动系统的影响，减少车辆运营与维护成本，提高车辆舒适度的有益效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。