专利名称：轨道车辆的制作方法
技术领域：
本申请涉及轨道车辆领域，具体地，涉及轨道车辆的转向架结构。
背景技术：
轨道交通以其诸多优点，例如运量大、速度快、安全、准时、舒适、保护环境、节约能源和用地、有利于刺激经济和技术进步等等，使世界各国普遍认识到了优先发展轨道交通系统的重要性。轨道交通系统主要包括轨道和在轨道上行驶的轨道车辆。轨道车辆通常包括沿行驶方向串联的一连串车体。车体通常被构造为模块，以便于轨道车辆的组装和拆卸。车体通过转向架支撑在轨道上，以引导车体沿轨道行驶。转向架(Bogie)，又称台车，是轨道车辆上最重要的部件之一，它起着承载车体自重和载重以及牵引导向的作用，引导车辆沿铁路轨道运行，保证车辆顺利通过直线轨道和弯道，在承受其上部车体重量的前提下传递各种载荷。已知转向架包括构架，轨道车辆的牵引电机被固定支撑在转向架构架上。电机包括连接到转子轴上的转子。转子轴通过联轴器装置与传动装置相连，用于将牵引电机的转矩和转动运动传递至传动装置。同时，传动装置的输出件与上面安装着车轮的轮轴连接，因此，来自牵引电机的转动动力被传递至轮轴，驱动车轮在轨道上滚动，轨道车辆得以向前行驶。由于轨道车辆行驶的轨道表面可能不规则，车轮在不规则的轨道上滚动，导致车轮以及因此轮轴与转向架构架以及因此牵引电机之间出现相对运动。这种相对运动可能是车轮以及因此安装车轮的轮轴的竖直上下运动，也可能是轮轴的纵向轴线即转动轴线偏离出所述纵向轴线所在的垂直于车辆行驶方向的平面。因此，传动装置的输入轴相对于牵引电机的转子轴可能不再共线或者不再平行，两者也可能沿两者的纵向轴线发生位移。上述轮轴与转向架构架以及因此与牵引电机之间的相对运动可能造成两者本身或连接两者的联轴器或相关部件承受很大的额外转矩或弯矩，极大地影响它们的使用寿命，危及轨道车辆的行驶安全。
实用新型内容本实用新型的目的是克服上述缺陷，使安装车轮的轮轴以及因此传动装置与转向架以及因此牵引电机之间的相对运动能够被连接牵引电机和传动装置的弧形齿联轴器吸收或补偿，以避免联轴器或相关部件承受较大额外转矩或弯矩，延长它们的使用寿命，使轨道车辆行驶更安全。为此，本实用新型提供了一种轨道车辆，包括转向架，其包括构架和与构架相连的轮轴，由转向架的构架支撑的牵引电机，牵引电机包括转子和与转子连接的用于将转子的转动运动传递至转向架的转子轴，[0012]传动装置，其容置在壳体中，并且包括将用于牵引轨道车辆的牵引力传递至轮轴上的动力输出件，所述壳体由转向架的构架支撑，所述动力输出件被固定连接在轮轴上，联轴器，用于将牵引电机的转子轴与传动装置的输入轴相连，并且所述联轴器具有允许与传动装置连接的轮轴和转向架构架之间相对运动的结构，其中，所述转子轴的纵向轴线在轨道车辆行驶的方向上延伸，并且，所述联轴器为弧形齿联轴器。根据一个优选实施方式，所述弧形齿联轴器包括刚性连接的两个半体，其中一个半体与牵引电机的转子轴连接，另一个半体与所述传动装置的输入轴连接。根据一个优选实施方式，所述传动装置是齿轮传动装置。根据一个优选实施方式，所述齿轮传动装置包括锥齿轮对，锥齿轮对的主动轮与联轴器连接。根据一个优选实施方式，所述转向架呈大体H形。根据一个优选实施方式，安装在轮轴上的两个车轮位于H形转向架的两个腿部之间，所述牵引电机被支撑在H形转向架的两个腿部之间的横梁上，所述传动装置的动力输出件在两个车轮之间固定连接在轮轴上，以及因此连接在牵引电机和传动装置之间的联轴器位于H形转向架的两个腿部之间。根据一个优选实施方式，安装在轮轴上的两个车轮分别位于H形转向架的两个腿部外面，所述牵引电机被支撑在H形转向架的其中一个腿部外侧，所述传动装置的动力输出件在H形转向架的所述其中一个腿部外侧固定连接在轮轴的延伸段上，以及因此连接在牵引电机和传动装置之间的联轴器位于H形转向架的所述其中一个腿部外侧。根据一个优选实施方式，安装在轮轴上的两个车轮位于H形转向架的两个腿部之间，所述牵引电机被支撑在H形转向架的其中一个腿部外侧，所述传动装置的动力输出件在H形转向架的所述其中一个腿部外侧固定连接在轮轴的延伸段上，以及因此连接在牵引电机和传动装置之间的联轴器位于H形转向架的所述其中一个腿部外侧。根据一个优选实施方式，所述牵弓I电机通过悬臂式支撑装置支撑。根据一个优选实施方式，所述联轴器与牵引电机的转子轴和传动装置的输入轴之间的连接为键连接。根据一个优选实施方式，所述牵引电机是交流牵引电机。根据一个优选实施方式，所述轨道车辆是有轨电车。通过使固定在转向架上的牵引电机和固定连接在轮轴上的传动装置通过弧形齿联轴器相连接，利用弧形齿联轴器的优势，补偿或吸收了轮轴和传动装置相对于牵引电机的相对运动，更好地保护了联轴器及其它相关部件，提高了它们的使用寿命，使轨道车辆能够更安全地行驶。
图I示出了牵引电机、传动装置和弧形齿联轴器三者之间的连接的等轴测视图；图2示出了从另一角度看过去的图I的视图；图3示出了根据本实用新型的第一实施例的转向架结构的平面图；图4示出了根据本实用新型的第二实施例的转向架结构的平面图；[0031]图5是弧形齿联轴器的结构剖面图。
具体实施方式
下面参照附图描述根据本实用新型的第一实施例和第二实施例的轨道车辆的转向架结构。本实用新型所称轨道车辆可以是任何类型的轨道交通车辆，尤其是有轨电车。首先参考图3，在本实用新型的第一实施例中，示出了轨道车辆的转向架构架9。如图所示，本实用新型的转向架构架9大致呈H形，包括横梁9c和两个腿部9a和％。转向架构架9通过固定于构架9的横梁9c上的支撑装置92支撑着牵引电机I的壳体。在本实用新型中涉及的用于轨道车辆的牵引电机可以是任意适合类型的牵引电 机，例如交流或直流牵引电机。牵引电机I包括转子4。如图3中所示，支撑装置92可以是与构架9 一体的悬臂式支撑结构，或者可以被固定连接在横梁9c上，例如焊接或螺纹连接在横梁9c上。但是可以理解，能够将牵引电机I牢固支撑在构架9上的任何其它结构可以使用。例如，牵引电机I可以通过两个类似于本图3中的悬臂式支撑结构支撑在H形构架9的两个腿部9a和9b上，当然，也可以支撑在其中一个腿部9a或9b上。转向架构架9通过位于两个腿部9a、9b外侧的轴承Ila和Ilb支撑着轮轴6，以允许轮轴6绕其纵向轴线转动。轮轴6上安装有两个车轮7a和7b，车轮7a和7b在轨道上滚动从而轨道车辆向前行驶。图3中还示出了传动装置98。传动装置98通过联轴器35与牵引电机I的转子4轴连接。联轴器35包括相连接的两个半体35a和35b。传动装置98可以是齿轮传动装置。齿轮传动装置98可以包括锥齿轮对，用于将围绕平行于轨道车辆行驶方向的转子轴的转动转变成围绕平行于轮轴6的轴的转动，其中锥齿轮对的主动锥齿轮与联轴器的半体35b连接。传动装置98的输入端，即与联轴器的半体35b连接的主动锥齿轮的输入轴90通过联轴器35与牵引电机I的转子4轴相连，用于将牵引电机I的转子4的转矩和转动运动传递至输入轴90。为了进一步降低转速的需要，齿轮传动装置98可以进一步包括用于逐级减速的直齿轮对。不管齿轮传动装置98所包括的直齿轮对的数目，输出转速的齿轮传动装置98的齿轮，即齿轮装置98的动力输出件，可以直接连接到轮轴6上，以使齿轮传动装置98的输出齿轮的转速等于轮轴6的转速，如图3中所示，也就是说，齿轮传动装置98的输出轴即为轮轴6。在本实施例中，齿轮传动装置98的输出齿轮与支撑在转向架构架9上的轮轴6直接固定连接，从而将来自牵引电机I的转矩传递至轮轴6，轮轴6转动，并且因此车轮7a、7b在轨道上滚动。此处所述“固定连接”是指轮轴6与齿轮传动装置98的输出齿轮之间是刚性连接，而非浮动或挠性连接，以最高效率地传递牵引电机I提供的动力。牵引电机I、联轴器35与传动装置8之间的连接在图3和4中被示意性示出了，图I和图2从不同的角度示出了三者之间连接的示意性透视图。在本实用新型中，联轴器35为弧形齿联轴器或鼓形齿联轴器，其结构剖视图在图5中示出了。如图5中所示，弧形齿联轴器35包括由连接装置40连接的两个半体35a和35b。每个半体分别包括内齿圈和具有相同齿数的外齿的凸缘半联轴器等零件。联轴器的内齿圈和外齿凸缘半联轴器的齿为弧形齿，也称鼓形齿，如图20a、20b、20c和20d处所示。两个半体35a和35b的轴孔15a和15b分别与另外的轴相连接，在本实用新型中，分别与牵引电机I的转子轴和传动装置98的输入轴90相连接。弧齿形联轴器35与牵引电机I的转子轴和传动装置98的输入轴90之间的连接可以采用任何适当的连接方式，例如键连接。弧形齿联轴器35具有承载能力强的优点，因此能够为轨道车辆传递来自牵引电机I的足够大的转矩。因为联轴器35采用弧形齿，其具有可以补偿分别与两个半体相连接的两个轴之间的位置误差的优点。如在本实用新型中所示的，牵引电机I的转子4轴的纵向轴线即转动轴线在轨道车辆行驶方向上延伸。在另外的可替代实施方式中，将牵引电机I的转子轴以及因此传动装置98的输入轴90的纵向轴线设置成垂直于轨道车辆行驶的方向，也就是平行于轮轴6的纵向轴线的延伸方向，也是可行的。当轨道车辆的车轮7a、7b在不规则的轨道上行驶时，轨道的不规则导致轮轴6和传动装置98可能会相对于转向架和牵引电机I相对运动。当车轮7a、7b在向前滚动的过程中同时向上或向下运动时，整个轮轴6在竖直方向上向上或向下运动，从而传动装置98的输入轴90在竖直方向上向上或向下运动；或者，当轮轴6上的其中一个车轮7a或7b在向前行驶的过程中向上或向下运动时，轮轴6的纵向轴线即转动轴线不再水平，从而传动装置98的输入轴90在竖直方向上向上或向下运动。这两种情况下，传动装置98的输入轴90与牵引电机I的输出轴都不再共线或者不再平行。由于联轴器35的弧形齿结构，联轴器35的两个半体35a、35b允许围绕垂直于车辆行驶的方向并且彼此垂直的两个轴转动，所以补偿了上述相对运动带来的误差，避免联轴器或其它相关部件承受不必要的转矩或弯矩而带来损害，提高了这些装置或部件的使用寿命，并且因此轨道车辆能够安全行驶。从图5中还可以看到，装配的联轴器35的两个轴孔15a和15b之间存在一定间距30，这使得弧形齿联轴器35能够补偿牵引电机I的转子轴和传动装置98的输入轴90之间沿它们的纵向轴线方向的位置误差。当由于轨道的不规则，车辆7a和7b相互之间沿车辆行驶的方向具有相对运动时，传动装置98输入轴90沿车辆行驶的方向相对于牵引电机I的转子轴相对运动，在这种情况下，如图5所示的弧形齿联轴器35很好地补偿了此相对运动，保证了牵引电机I的转子4的转矩能够高效率地传递至轮轴6。在本实施例中，车轮7a、7b (轨道)以及牵引电机I、联轴器35、传动装置98被设置于轨道车辆转向架构架9的两个腿部9a、9b之间，所以轨道车辆转向架构架9的两个腿部9a、9b之间的间距需要大于轨道的间距，传动装置98、牵引电机I、牵引电机I的支撑结构、联轴器35的结构尺寸受两个车轮7a、7b之间间距的制约。与此不同，在图4所示的本实用新型的第二实施例中，轨道车辆的车轮7a、7b以及因此轨道位于H形轨道车辆转向架构架9的两个腿部9a、9b外侧，牵引电机I的壳体22通过附接在H形转向架构架9的一个腿部9a外侧的支撑结构108牢固支撑。在本实施例，支撑结构108被焊接在转向架构架9的腿部9a上。因此，与牵引电机I相连的联轴器35，以及与联轴器35相连的传动装置190也位于转向架构架9的该腿部9a外侧。如图4中所示，齿轮7b、传动装置190的输出齿轮188安装在与轮轴6同心的轴186上，轴186也可以是轮轴6延伸到H形转向架构架9的腿部9a外面的延伸段。这样，传动装置190的输出齿轮188的转速即等于轮轴6的转速。采用本实施例中的空间布置方式，转向架构架9的两个腿部9a、9b之间的间距可以被减小，使其小于两个车轮7a、7b (轨道)之间的间距，从而提高了转向架构架9的刚度。 传动装置190、牵引电机I、牵引电机I的支撑结构、联轴器35的结构尺寸都不再受轨道间距的限制。另外，如图4中所示，传动装置190的输出轴186为从转向架构架9的腿部9a伸出的悬臂式结构，因为传动装置190用于传递来自牵引电机的动力转矩，具体地，输出轴186用于传递用于牵引轨道车辆前进的动力矩，这需要悬臂形式的输出轴186具有足够的刚度。从这一方面考虑，将传动装置190的输出齿轮188与转向架构架9的腿部9a之间的间距设置成最小是最优选的，以最大程度地增加轴186的刚度。另外，可以减小轴186的最小直径尺寸。在本实用新型的另一个实施例中，可以将齿轮7a、7b设置于转向架构架9的腿部9a、9b内侧，如图3中所示，而将牵引电机I、联轴器35以及传动装置190设置在转向架构架9的腿部9a外侧，如图4中所示。这样，可以进一步缩短轴186伸出腿部9a的长度。在图4中，还清楚地示出了传动装置190的具体结构。传动装置190容置于壳体181内，壳体181由转向架构件9支撑。在本实施例中，传动装置190可以是两极减速结构，具体地，包括一个锥齿轮对和一个直齿轮对。锥齿轮对的主动轮为与联轴器35的半体35b连接的锥齿轮183，所以锥齿轮183的转动轴作为传动装置190的输入轴。传动装置190的直齿轮对包括主动齿轮187和从动齿轮188。锥齿轮对的从动轮与直齿轮对的主动齿轮187共同在安装平行于轮轴6的同一轴上，直齿轮对的从动齿轮188也就是传动装置190的输出齿轮安装在可以是轮轴6的延伸段的轴186上，其转速即为轮轴6的转速。锥齿轮对和直齿轮对协作，将来自牵引电机I的转子4的绕平行于轨道车辆行驶方向的转动减速、转换方向，输出绕垂直于车辆行驶方向的轮轴6的转动，使车轮7a、7b在轨道上滚动前进，驱动车辆行驶。可替代地，根据减速需要，传动装置190可以包括多个直齿轮对。与图3中的第一实施例相同，牵引电机I的转子4轴的纵向轴线即转动轴线也在轨道车辆行驶方向即图4中的X方向上延伸。弧形齿联轴器35的结构也可以与上面相同。当轨道车辆的车轮7a、7b在不规则的轨道上行驶时，轮轴6和传动装置190相对于牵引电机I运动。锥齿轮183的输入轴与牵引电机I的输出轴不再共线或不再平行，由于联轴器35的弧形齿结构，联轴器35的与锥齿轮183的输入轴相连接的半体35b允许围绕垂直于车辆行驶方向并且彼此垂直的两个轴转动，因而补偿了上述相对运动带来的误差。同样，弧形齿联轴器35也能很好地补偿锥齿轮183的输入轴与牵引电机I的转子轴之间沿它们纵向轴线的相对运动，保证了牵引电机I的转子4的转矩能够高效率地传递至轮轴6通过使固定在转向架上的牵引电机和固定连接在轮轴上的传动装置通过弧形齿联轴器相连接，利用弧形齿联轴器的优势，补偿或吸收了轮轴和传动装置相对于转向架和牵引电机的相对运动，更好地保护了联轴器及其它相关部件，提高了它们的使用寿命，使轨道车辆能够更安全地行驶。以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，应当指出，对于本技术领域技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出各种改进和替代，这些改进和替代也应视为落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种轨道车辆，包括 转向架，其包括构架和与构架相连的轮轴，以及 由转向架的构架支撑的牵引电机，牵引电机包括转子和与转子连接的用于将转子的转动运动传递至转向架的转子轴， 传动装置，其容置在壳体中，并且包括将用于牵引轨道车辆的牵引力传递至轮轴上的动力输出件，所述壳体由转向架的构架支撑，所述动力输出件被固定连接在轮轴上， 联轴器，用于将牵引电机的转子轴与传动装置的输入轴相连，并且所述联轴器具有允许与传动装置连接的轮轴和转向架构架之间相对运动的结构， 其特征在于，所述转子轴的纵向轴线在轨道车辆行驶的方向上延伸， 并且，所述联轴器为弧形齿联轴器。
2.根据权利要求I所述的轨道车辆，其特征在于，所述弧形齿联轴器包括刚性连接的两个半体，其中一个半体与牵引电机的转子轴连接，另一个半体与所述传动装置的输入轴连接。
3.根据权利要求I所述的轨道车辆，其特征在于，所述传动装置是齿轮传动装置。
4.根据权利要求3所述的轨道车辆，其特征在于，所述齿轮传动装置包括锥齿轮对，锥齿轮对的主动轮与联轴器连接。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的轨道车辆，其特征在于，所述转向架呈大体H形。
6.根据权利要求5所述的轨道车辆，其特征在于，安装在轮轴上的两个车轮位于H形转向架的两个腿部之间，所述牵引电机被支撑在H形转向架的两个腿部之间的横梁上，所述传动装置的动力输出件在两个车轮之间固定连接在轮轴上，以及因此连接在牵引电机和传动装置之间的联轴器位于H形转向架的两个腿部之间。
7.根据权利要求5所述的轨道车辆，其特征在于，安装在轮轴上的两个车轮分别位于H形转向架的两个腿部外面，所述牵引电机被支撑在H形转向架的其中一个腿部外侧，所述传动装置的动力输出件在H形转向架的所述其中一个腿部外侧固定连接在轮轴的延伸段上，以及因此连接在牵引电机和传动装置之间的联轴器位于H形转向架的所述其中一个腿部外侧。
8.根据权利要求5所述的轨道车辆，其特征在于，安装在轮轴上的两个车轮位于H形转向架的两个腿部之间，所述牵引电机被支撑在H形转向架的其中一个腿部外侧，所述传动装置的动力输出件在H形转向架的所述其中一个腿部外侧固定连接在轮轴的延伸段上，以及因此连接在牵引电机和传动装置之间的联轴器位于H形转向架的所述其中一个腿部外侧。
9.根据权利要求I至4中任一项所述的轨道车辆，其特征在于，所述牵弓I电机通过悬臂式支撑装置支撑。
10.根据权利要求I至4中任一项所述的轨道车辆，其特征在于，所述联轴器与牵引电机的转子轴和传动装置的输入轴之间的连接为键连接。
11.根据权利要求I至4中任一项所述的轨道车辆，其特征在于，所述牵引电机是交流牵引电机。
12.根据权利要求I至4中任一项所述的轨道车辆，其特征在于，所述轨道车辆是有轨电车。
专利摘要一种轨道车辆，包括转向架，其包括构架和与构架相连的轮轴，由转向架的构架支撑的牵引电机，牵引电机包括转子和与转子连接的用于将转子的转动运动传递至转向架的转子轴，传动装置，其容置在壳体中，并且包括将用于牵引轨道车辆的牵引力传递至轮轴上的动力输出件，所述壳体由转向架的构架支撑，所述动力输出件被固定连接在轮轴上，联轴器，用于将牵引电机的转子轴与传动装置的输入轴相连，并且所述联轴器具有允许与传动装置连接的轮轴和转向架构架之间相对运动的结构，其中，所述转子轴的纵向轴线在轨道车辆行驶的方向上延伸，并且，所述联轴器为弧形齿联轴器。
文档编号B61C9/48GK202358101SQ201120465899
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者A·德米格, H-J·霍恩 申请人:庞巴迪运输有限公司