一种机车传动结构及机车动力系统

技术领域

本发明总体来说涉及机车技术领域，具体而言，涉及一种机车传动结构及机车动力系统。

背景技术

现有机车在运行工作时，电机等驱动源通过传动机构传动连接于齿轮箱，以实现动力输出过程。现有传动机构存在以下缺陷：

1、传动机构的变位范围固定，不能根据实际需要对变位范围进行调整，变位能力差，难以保证电机和齿轮箱之间的相对运动，导致齿轮箱传递到电机的振动和冲击比较大；

2、传动机构具有橡胶等容易磨损的部件，使用寿命比较短，需要定期进行维护，提高生产成本。

发明内容

本发明提供的一种机车传动结构及机车动力系统，变位能力强。

根据本发明的第一个方面，提供了一种机车传动结构，包括：

第一膜片组件和第二膜片组件，平行相对设置；

驱动盘，设置于所述第一膜片组件远离所述第二膜片组件的一侧，所述驱动盘连接于所述驱动源；

第一间隔轴和第二间隔轴，设置于所述第一膜片组件和所述第二膜片组件之间，所述第一间隔轴的一端连接于所述第一膜片组件远离所述驱动盘的一侧，所述第一间隔轴的另一端连接于所述第二间隔轴，所述第二间隔轴远离所述第一间隔轴的一侧连接于所述第二膜片组件；

转接盘，设置于所述第二膜片组件远离所述第二间隔轴的一侧，所述转接盘连接于齿轮箱组件；

其中，所述第一间隔轴沿其轴向方向的长度可调，所述第一膜片组件和所述第二膜片组件沿所述第一间隔轴轴向方向的长度可调。

在其中一些实施方式中，所述第一膜片组件包括多个第一膜片，多个所述第一膜片沿所述第一间隔轴轴向方向叠加设置并可拆卸连接于所述驱动盘和所述第一间隔轴；

所述第二膜片组件包括多个第二膜片，多个所述第二膜片沿所述第一间隔轴轴向方向叠加设置并可拆卸连接于所述转接盘和所述第二间隔轴。

在其中一些实施方式中，所述机车传动结构还包括第一安装组件和第二安装组件，所述驱动盘和所述第一膜片组件之间、所述第一间隔轴和所述第一膜片组件之间均通过所述第一安装组件可拆卸连接，所述转接盘和所述第二膜片组件之间、所述第二间隔轴和所述第二膜片组件之间均通过所述第二安装组件可拆卸连接。

在其中一些实施方式中，所述第一安装组件和所述第二安装组件的数量均为多个，多个所述第一安装组件和多个所述第二安装组件对应设置，多个所述第一安装组件中相邻两个所述第一安装组件分别连接于所述驱动盘和所述第一间隔轴，多个所述第二安装组件中相邻两个所述第二安装组件分别连接于所述转接盘和所述第二间隔轴。

在其中一些实施方式中，所述第一膜片组件沿其周向设置有多个第一安装孔，多个所述第一安装组件对应穿设于多个所述第一安装孔；

所述第二膜片组件沿其周向设置有多个第二安装孔，多个所述第二安装组件对应穿设于多个所述第二安装孔。

在其中一些实施方式中，所述第一安装组件和所述第二安装组件均包括：

安装衬套，设置于膜片组件的一侧；

限位衬套，设置于所述安装衬套和所述膜片组件之间；

拉紧衬套，穿设于所述膜片组件和所述限位衬套并与所述安装衬套正对设置；

安装件，穿设于所述安装衬套和所述拉紧衬套；

其中，所述膜片组件包括第一膜片组件和第二膜片组件。

在其中一些实施方式中，所述限位衬套对应所述膜片组件的边缘设置有限位板，所述限位板至少部分包裹于所述膜片组件，用于限位所述膜片组件。

根据本发明的第二个方面，提供了一种机车动力系统，包括驱动源、机车传动结构、齿轮箱组件、转向架、车轮和上述的机车传动结构，所述驱动源通过所述机车传动结构传动连接于所述齿轮箱组件，所述齿轮箱组件传动连接于车轮，所述车轮相对于所述转向架转动设置。

在其中一些实施方式中，所述齿轮箱组件包括主动齿轮，所述主动齿轮的齿轮轴为中空结构。

在其中一些实施方式中，所述转接盘远离所述第二膜片组件的一侧设置有第一端面齿，所述主动齿轮的齿轮轴对应所述第一端面齿设置有第二端面齿，所述第一端面齿卡接于所述第二端面齿。

本发明的一个实施例具有如下优点或有益效果：

本发明实施例提供的机车传动结构，第一膜片组件和第二膜片组件平行相对设置，第一间隔轴和第二间隔轴设置于第一膜片组件和第二膜片组件之间，第一膜片组件和第二膜片组件可以左右相互互换，实现互换性和通用性的功能。驱动盘设置于第一膜片组件远离第二膜片组件的一侧，驱动盘连接于驱动源，转接盘设置于第二膜片组件远离第二间隔轴的一侧，转接盘连接于齿轮箱组件，使驱动源的动力通过驱动盘传递至第一膜片组件后，依次通过第一间隔轴、第二间隔轴和第二膜片组件传递至转接盘，转接盘起到于齿轮箱组件转接的作用，以将动力传递至齿轮箱组件。由于第一间隔轴沿其轴向方向的长度可调，可通过改变第一间隔轴的长度进行调整，当需要增大驱动源与齿轮箱组件之间变位时，可以增加第一间隔轴的距离，当需要减小电机与齿轮箱之间变位时，可以减小第一间隔轴的距离，从而实现变位能力强的功能。随着第一间隔轴的长度变化，第一膜片组件和第二膜片组件沿第一间隔轴轴向方向的长度也进行适应性调整。

附图说明

为了更好地理解本发明，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本发明的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

其中：

图1示出的是本发明实施例一提供的机车传动结构的结构示意图一；

图2示出的是本发明实施例一提供的机车传动结构的结构示意图二；

图3示出的是本发明实施例一提供的机车传动结构的结构示意图三；

图4示出的是本发明实施例一提供的机车传动结构的结构示意图四；

图5示出的是本发明实施例一提供的机车传动结构中第一安装组件和第二安装组件的剖视图；

图6示出的是本发明实施例一提供的机车传动结构中第一膜片组件的结构示意图；

图7示出的是本发明实施例一提供的机车传动结构中驱动盘的结构示意图；

图8示出的是本发明实施例一提供的机车传动结构中第一间隔轴的结构示意图；

图9示出的是本发明实施例一提供的机车传动结构中第二间隔轴的结构示意图；

图10示出的是本发明实施例一提供的机车传动结构中转接盘的结构示意图；

图11示出的是本发明实施例二提供的机车传动结构中第一膜片组件的结构示意图；

图12示出的是本发明实施例二提供的机车传动结构的结构示意图一；

图13示出的是本发明实施例二提供的机车传动结构的结构示意图二；

图14示出的是本发明实施例二提供的机车传动结构的结构示意图三；

图15示出的是本发明实施例二提供的机车传动结构的结构示意图四；

图16示出的是本发明实施例二提供的机车传动结构中驱动盘的结构示意图；

图17示出的是本发明实施例二提供的机车传动结构中第一间隔轴的结构示意图；

图18示出的是本发明实施例二提供的机车传动结构中第二间隔轴的结构示意图；

图19示出的是本发明实施例二提供的机车传动结构中转接盘的结构示意图；

图20示出的是本发明实施例一提供的机车传动结构中安装衬套的结构示意图；

图21示出的是本发明实施例一提供的机车传动结构中限位衬套的结构示意图；

图22示出的是本发明实施例一提供的机车传动结构中拉紧衬套的结构示意图；

图23示出的是本发明实施例一提供的机车传动结构中安装件的结构示意图；

图24示出的是本发明实施例提供的机车动力系统中主动齿轮的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

100、主动齿轮；101、第二端面齿；

1、第一膜片组件；2、第二膜片组件；3、驱动盘；4、第一间隔轴；5、第二间隔轴；6、转接盘；7、第一安装组件；8、第二安装组件；

11、第一安装孔；

61、第一端面齿；

71、安装衬套；72、限位衬套；721、限位板；73、拉紧衬套；74、安装件。

具体实施方式

下面将结合本发明示例实施例中的附图，对本发明示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本发明的保护范围，因此应当理解，在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

进一步地，本发明的描述中，需要理解的是，本发明的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

如图1-图4所示，本实施例提供一种机车传动结构，适用于机车技术领域。该机车传动结构包括第一膜片组件1、第二膜片组件2、驱动盘3、第一间隔轴4和第二间隔轴5和转接盘6，第一膜片组件1和第二膜片组件2平行相对设置。驱动盘3设置于第一膜片组件1远离第二膜片组件2的一侧，驱动盘3连接于驱动源，第一间隔轴4和第二间隔轴5设置于第一膜片组件1和第二膜片组件2之间，第一间隔轴4的一端连接于第一膜片组件1远离驱动盘3的一侧，第一间隔轴4的另一端连接于第二间隔轴5，第二间隔轴5远离第一间隔轴4的一侧连接于第二膜片组件2。转接盘6设置于第二膜片组件2远离第二间隔轴5的一侧，转接盘6连接于齿轮箱组件。其中，第一间隔轴4沿其轴向方向的长度可调，第一膜片组件1和第二膜片组件2沿第一间隔轴4轴向方向的长度可调。

本实施例提供的机车传动结构，第一膜片组件1和第二膜片组件2平行相对设置，第一间隔轴4和第二间隔轴5设置于第一膜片组件1和第二膜片组件2之间，第一膜片组件1和第二膜片组件2可以左右相互互换，实现互换性和通用性的功能。驱动盘3设置于第一膜片组件1远离第二膜片组件2的一侧，驱动盘3连接于驱动源，转接盘6设置于第二膜片组件2远离第二间隔轴5的一侧，转接盘6连接于齿轮箱组件，使驱动源的动力通过驱动盘3传递至第一膜片组件1后，依次通过第一间隔轴4、第二间隔轴5和第二膜片组件2传递至转接盘6，转接盘6起到于齿轮箱组件转接的作用，以将动力传递至齿轮箱组件。由于第一间隔轴4沿其轴向方向的长度可调，可通过改变第一间隔轴4的长度进行调整，当需要增大驱动源与齿轮箱组件之间变位时，可以增加第一间隔轴4的距离，当需要减小电机与齿轮箱之间变位时，可以减小第一间隔轴4的距离，从而实现变位能力强的功能。随着第一间隔轴4的长度变化，第一膜片组件1和第二膜片组件2沿第一间隔轴4轴向方向的长度也进行适应性调整。

在一个实施例中，如图5所示，第一膜片组件1包括多个第一膜片，多个第一膜片沿第一间隔轴4轴向方向叠加设置并可拆卸连接于驱动盘3和第一间隔轴4。第二膜片组件2包括多个第二膜片，多个第二膜片沿第一间隔轴4轴向方向叠加设置并可拆卸连接于转接盘6和第二间隔轴5。

具体地，第一膜片组件1和第二膜片组件2均包括多个叠加设置的膜片，膜片类似于圆环结构，即两个膜片组件由多层不锈钢环形薄片组成。与现有橡胶材质的结构相比，采用不锈钢材质的薄片组成，减少磨损程度，使用寿命比较长，具有免维护的功能。同时，由于第一膜片可拆卸连接于驱动盘3和第一间隔轴4，第二膜片可拆卸连接于转接盘6和第二间隔轴5，如果其中一个膜片损坏，可将损坏的膜片拆卸后更换，便于后续维护。

在一个实施例中，如图1-图5所示，机车传动结构还包括第一安装组件7和第二安装组件8，驱动盘3和第一膜片组件1之间、第一间隔轴4和第一膜片组件1之间均通过第一安装组件7可拆卸连接，转接盘6和第二膜片组件2之间、第二间隔轴5和第二膜片组件2之间均通过第二安装组件8可拆卸连接。

具体地，第一膜片组件1的双侧均通过第一安装组件7可拆卸连接于驱动盘3和第一间隔轴4，便于驱动盘3、第一膜片组件1和第一间隔轴4三者之间的安装和拆卸。第二膜片组件2的双侧均通过第二安装组件8可拆卸连接于转接盘6和第二间隔轴5，便于转接盘6、第二膜片组件2和第二间隔轴5三者之间的安装和拆卸。

在一个实施例中，如图1-图5所示，第一安装组件7和第二安装组件8的数量均为多个，多个第一安装组件7和多个第二安装组件8对应设置，多个第一安装组件7中相邻两个第一安装组件7分别连接于驱动盘3和第一间隔轴4，多个第二安装组件8中相邻两个第二安装组件8分别连接于转接盘6和第二间隔轴5。

多个第一安装组件7和多个第二安装组件8对应设置，以使第一膜片组件1和第二膜片组件2的安装位置对应设置，第一膜片组件1和第二膜片组件2为相互对称结构。多个第一安装组件7中相邻两个第一安装组件7分别连接于驱动盘3和第一间隔轴4，使第一膜片组件1与驱动盘3和第一间隔轴4的连接位置为间隔或交错设置，保证连接可靠性。多个第二安装组件8中相邻两个第二安装组件8分别连接于转接盘6和第二间隔轴5，使第二膜片组件2与转接盘6和第二间隔轴5的连接位置为间隔或交错设置，保证连接可靠性。

在一个实施例中，如图6所示，第一膜片组件1沿其周向设置有多个第一安装孔11，多个第一安装组件7对应穿设于多个第一安装孔11。第二膜片组件2沿其周向设置有多个第二安装孔，多个第二安装组件8对应穿设于多个第二安装孔。

其中，第一膜片组件1的第一安装孔11和第二膜片组件2的第二安装孔的数量均可为多个，当需要改变驱动源与齿轮箱组件之间变位时，可通过改变膜片组件中第一安装孔11和第二安装孔的数量，以对孔数进行调整，或者可通过同时改变第一间隔轴4的长度和第一安装孔11和第二安装孔的数量，驱动盘3、第一间隔轴4、第二间隔轴5、转接盘6进行适应性调整。

如图6所示，当第一膜片组件1的第一安装孔11、第二膜片组件2的第二安装孔的数量为四个时，即挠性板膜片为四孔结构。如图7-图10所示，驱动盘3为二缺口的环形法兰，驱动盘3的一端与驱动源的输出端过盈配合，驱动源的另一端设置有环形法兰，环形法兰设置有二个用于与第一膜片组件1相连接的固定孔。第一间隔轴4的一端设置有二缺口法兰，用于与第一膜片组件1联结，第一间隔轴4的另一端设置有与第二间隔轴5固联的端面齿及螺栓安装孔。第二间隔轴5的一端设置有二缺口法兰，用于与第二膜片组件2相联结，第二间隔轴5的另一端设置有与第一间隔轴4固联的端面齿及螺栓安装孔。转接盘6为二缺口的环形法兰，其一端环形法兰上设置有三个与第二膜片组件2联结的安装孔，另一端设置有与主动齿轮100固联的端面齿及螺栓安装孔。

如图11所示，当第一膜片组件1的第一安装孔11、第二膜片组件2的第二安装孔的数量为六个时，即挠性板膜片为六孔结构。如图12-图19所示，驱动盘3为三缺口的环形法兰，驱动盘3的一端与驱动电机输出端过盈配合，驱动盘3的另一端设置有环形法兰，环形法兰设置有三个与第一膜片组件1联结的安装孔。第一间隔轴4的一端设置有与第一膜片组件1联结的三缺口法兰，第一间隔轴4的另一端设置有与第二间隔轴5固联的端面齿及螺栓安装孔。第二间隔轴5的一端设置有与第二膜片组件2联结的三缺口法兰，第二间隔轴5的另一端设置有与第一间隔轴4固联的端面齿及螺栓安装孔。转接盘6为三缺口的环形法兰，转接盘6的一端具有环形法兰，环形法兰设置有三个与第二膜片组件2联结的安装孔，转接盘6的另一端设置有与主动齿轮100固联的端面齿及螺栓安装孔。

在一个实施例中，膜片组件包括第一膜片组件1和第二膜片组件2，如图5和图20-图23所示，第一安装组件7和第二安装组件8均包括安装衬套71、限位衬套72、拉紧衬套73和安装件74，安装衬套71设置于膜片组件的一侧，限位衬套72设置于安装衬套71和膜片组件之间，拉紧衬套73穿设于膜片组件和限位衬套72并与安装衬套71正对设置，安装件74穿设于安装衬套71和拉紧衬套73。

限位衬套72可以称之为大衬套，安装衬套71可以称之为小衬套。利用限位衬套72将膜片组件进行限位，安装衬套71和拉紧衬套73的横截面均为T形结构，安装衬套71和拉紧衬套73分别从第一膜片组件1的第一安装孔11或第二膜片组件2的第二安装孔的两侧分别穿入，在安装衬套71和拉紧衬套73相互对接之后，安装件74具体可选螺栓，螺栓分别穿设于安装衬套71和拉紧衬套73后，以实现膜片组件的安装和固定。

在一个实施例中，限位衬套72对应膜片组件的边缘设置有限位板721，限位板721至少部分包裹于膜片组件，用于限位膜片组件。

其中，限位衬套72的外形类似于三角形结构，在限位衬套72的边缘垂直设置有限位板721，在限位衬套72和限位板721的共同作用下，以将膜片组件的侧面和端面进行部分包裹，以对膜片组件中的多层膜片进行保护和限位。

本实施例还提供了一种机车动力系统，该机车动力系统包括驱动源、机车传动结构、齿轮箱组件、转向架、车轮和上述的机车传动结构，驱动源通过机车传动结构传动连接于齿轮箱组件，齿轮箱组件传动连接于车轮，车轮相对于转向架转动设置。

本实施例提供的机车动力系统，通过对第一间隔轴4的长度进行调整，第一膜片组件1和第二膜片组件2之间的距离也可进行调整，可适应不同转向架的不同变位能力的需求，拓宽了联轴器的变位范围，降低齿轮箱组件传递到驱动源的振动，同时解决了现有传动结构变位能力差和减振效果差等技术问题，延长了寿命周期，降低了使用成本。

当变位能力要求较低时，例如“Bo-Bo”型号的转向架，第一膜片组件1和第二膜片组件2可以采用六孔结构，同时第一膜片组件1和第二膜片组件2之间的距离可以适应性减小。当变位能力要求较高时，例如“Co-Co”型号的转向架，第一膜片组件1和第二膜片组件2可以采用四孔结构，同时第一膜片组件1和第二膜片组件2之间的距离可以适应性增加。采用这种机车传动结构，不仅保证了齿轮箱组件与驱动源之间的相对运动，而且降低了齿轮箱组件传递到驱动源的振动。因此，采用该机车传动结构的转向架具有簧下质量小、轮轨冲击力小和寿命周期成本低等优势。

需要特别说明的是，驱动源可选电机，驱动盘3通过锥型滑移套与电机的转子轴过盈连接。

在一个实施例中，如图24所示，齿轮箱组件包括主动齿轮100，主动齿轮100的齿轮轴为中空结构。

与传统的传动相比，采用主动齿轮100空心轴和双侧挠性板联轴器的传动结构，在结构方面具有构造简单、质量较小、占用空间少和可装配性好的特点，在驱动源与齿轮箱组件之间在动态和静态工况下，能够适应各向位移需求。同时，可以更好地衰减来自主动齿轮100对驱动源的振动，减轻电机轴承与齿轮箱轴承的冲击。

在一个实施例中，转接盘6远离第二膜片组件2的一侧设置有第一端面齿61，主动齿轮100的齿轮轴对应第一端面齿61设置有第二端面齿101，第一端面齿61卡接于第二端面齿101。

第一端面齿61和第二端面齿101为相互连接的端口，由于该机车传动结构的变位范围可通过改变第一间隔轴4的长度进行调整，而与驱动源、主动齿轮100的接口仍保持不变，可在保持现有机车的传动接口不变的情况下，进行整体性替换。

在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的机车传动结构仅仅是采用本发明的原理的一个示例。本领域的普通技术人员应当清楚地理解，本发明的原理并非仅限于附图中示出或说明书中描述的装置的任何细节或任何部件。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的创造后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的保护范围仅由所附的权利要求来限制。