缓冲联轴节、齿轮箱传动结构及齿轮箱的制作方法

本实用新型涉及齿轮传动装置技术领域，尤其涉及一种缓冲联轴节、齿轮箱传动结构及齿轮箱。

背景技术：

低地板轨道车辆是指地板面距轨面高度在350mm或以下的轨道交通车辆，该类车辆的入口高度很低，上下车十分方便，可省去站台。相对地铁及普通轻轨，低地板轨道车辆在基建时的成本更低，低地板轨道列车具有超低噪声和高环保性的优点，对平原地貌的适应性强，可以穿行城市中心、居民区和工业园。为了实现100％低地板高度，要求转向架、电机、以及齿轮箱的布置形式及要求都与传统城轨车辆不同，无法采用传统的齿轮箱安装于车轴上的传动方式，而是通过将齿轮箱和电机连接后纵向布置在转向架两侧车轮的外部来实现传动。此时齿轮箱输入轴和车轮轴垂直，以顺利将电机的动力传递到车轮上。

然而，现有的齿轮箱传动结构中，由于齿轮箱的安装位置位于车轮外侧，并受到车辆裙板限制，因此齿轮箱的轴向空间紧凑，且齿轮箱与转向架采用高刚度的悬置装置固定，则传动过程中，齿轮箱传动结构与车轮之间容易存在有相对位移变化，该相对位移变化容易导致车辆在行驶过程中窜动等问题，从而容易成为车辆行驶过程中的不稳定因素。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型实施例提供了一种缓冲联轴节、齿轮箱传动结构及齿轮箱，具有位移补偿能力，用以解决现有技术中面临的传动过程中，齿轮箱传动装置与车轮之间容易存在有相对位移变化的缺陷。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种缓冲联轴节，包括联轴节本体和缓冲块，所述联轴节本体的周向上分别嵌装有呈间隔设置的多个缓冲块，所述联轴节本体在转动过程中，各个所述缓冲块用于对所述联轴节本体周向上产生的相对位移提供弹性补偿。

在部分实施例中，所述联轴节本体的周向上设有多条固定筋，相邻的所述固定筋之间嵌装有所述缓冲块。

在部分实施例中，所述缓冲块包括多层弹性缓冲层以及分别连接在各层弹性缓冲层之间的粘接层。

在部分实施例中，所述联轴节本体为第一联轴节本体，所述第一联轴节本体包括第一安装盘和第二安装盘，所述第一安装盘的中心轴套装于所述第二安装盘的轴孔内，所述第二安装盘的周向上分布有多条固定筋，相邻的所述固定筋之间嵌装有所述缓冲块，每个所述缓冲块分别固接在所述第一安装盘的周向上。

在部分实施例中，所述联轴节本体为第二联轴节本体，所述第二联轴节本体包括第三安装盘和外接紧固件，所述第三安装盘的一端面的周向上分布有多个所述外接紧固件；所述第三安装盘的周向上分布有多条固定筋，相邻的所述固定筋之间嵌装有所述缓冲块。

本实用新型还提供了一种齿轮箱传动结构，包括输入联轴节总成、主动齿轮总成、被动齿轮总成和输出联轴节总成，所述输入联轴节总成与所述主动齿轮总成连接，所述主动齿轮总成与所述被动齿轮总成之间啮合，且所述主动齿轮总成的轴向与所述被动齿轮总成的轴向相垂直；所述输出联轴节总成包括连接筒以及如上所述的缓冲联轴节，所述连接筒的两端分别通过所述缓冲联轴节连接在车轮和所述被动齿轮总成上，且所述连接筒能沿轴向穿设于所述被动齿轮总成的轴孔内，所述被动齿轮总成通过转动带动所述连接筒和车轮转动。

在部分实施例中，所述缓冲联轴节包括第一联轴节本体和第二联轴节本体，所述第一联轴节本体连接在所述连接筒与所述被动齿轮总成之间，所述第二联轴节本体连接在所述车轮与所述连接筒之间。

在部分实施例中，所述连接筒为喇叭状，所述连接筒的第一端通过所述第一联轴节本体与所述被动齿轮总成固接，所述连接筒的第二端通过所述第二联轴节本体与所述车轮固接，所述第一端的口径小于所述第二端的口径。

在部分实施例中，所述被动齿轮总成包括空心轴、被动齿轮、输出轴承和输出轴承座，所述空心轴的一端与所述被动齿轮连接，另一端与所述输出联轴节总成固接，所述被动齿轮通过所述输出轴承连接在所述输出轴承座上；

所述主动齿轮总成包括主动齿轮轴、输入轴承和输入轴承座，所述主动齿轮轴通过多个所述输入轴承安装在所述输入轴承座内，且所述主动齿轮轴与所述空心轴相互垂直，所述主动齿轮轴的一端设有与所述被动齿轮相啮合的锥齿轮齿面结构，所述主动齿轮轴的另一端与所述输入联轴节总成连接。

本实用新型还提供了一种齿轮箱，包括如上所述的齿轮箱传动结构。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：本实用新型的缓冲联轴节包括联轴节本体和缓冲块，联轴节本体的周向上分别嵌装有呈间隔设置的多个缓冲块，联轴节本体在转动过程中，各个缓冲块用于对联轴节本体周向上产生的相对位移提供弹性补偿。该缓冲联轴节利用缓冲块提供转动周向上的位移补偿及缓冲作用，该缓冲作用能够为输出联轴节总成与被动齿轮总成和输出联轴节总成与车轮之间分别增加了周向上的位移补偿能力，对传动过程中齿轮箱传动结构内部及其与车轮之间可能产生的转动周向上的相对位移变化进行补偿，从而使得传动结构及齿轮箱具有位移补偿能力；该传动结构及齿轮箱还具有结构紧凑、构造简单、轴向空间需求少、易于运营维护和拆卸方便的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例的齿轮箱传动结构的正视图；

图2为本实用新型实施例的齿轮箱传动结构的俯视图；

图3为本实用新型实施例的齿轮箱传动结构的俯视剖视图；

图4为本实用新型实施例的输出联轴节总成的装配图；

图5为本实用新型实施例的第一联轴节本体的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的第一联轴节本体的结构示意图；

图7为本实用新型实施例的齿轮箱传动结构的正视剖视图。

附图标记：1、上箱体；2、观察口盖；3、呼吸器；4、螺栓；5、注油螺塞；6、油位视窗；7、放油螺塞；8、下箱体；9、车轮；10、车轮连接端；11、联轴节观察孔；12、输出联轴节总成；13、被动齿轮总成；14、主动齿轮总成；15、输入联轴节总成；16、润滑油；

1-1、电机连接接口；1-2、转向架连接接口；

12-1、第一联轴节本体；12-2、连接筒；12-3、第二联轴节本体；12-4、外接紧固件；12-5、第一安装盘；12-6、第二安装盘；12-7、缓冲块；12-8、固定筋；

13-1、空心轴；13-2、第三轴承；13-3、被动齿轮；13-4、第四轴承；13-5、输出轴承座；13-6、密封端盖；13-7、密封环；

14-1、主动齿轮轴；14-2、第一轴承；14-3、隔环；14-4、第二轴承；14-5、输入轴承座；14-6、密封环；14-7、轴端压板；14-8、调整环；14-9、密封端盖；14-10、润滑油进油油槽；14-11、润滑油回油油道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”和“若干个”的含义都是指两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1～图3所示，本实施例提供了一种齿轮箱，其包括一种齿轮箱传动结构，该齿轮传动结构进一步包括一种缓冲联轴节。如图4所示，该缓冲联轴节具有位移补偿功能，以使得装有缓冲联轴节的齿轮箱传动结构具有位移补偿功能，特别是针对传动结构内部以及传动结构与车轮9之间存在的位移变化进行有效补偿，促使车辆行驶更加平稳，提高行驶安全度。此外该齿轮箱传动结构具有结构紧凑、构造简单、轴向空间需求少、易于运营维护和拆卸方便的优点。

如图4所示，本实施例所述的输出联轴节总成12中，齿轮传动结构的被动齿轮总成13通过输出联轴节总成12与车轮9连接，被动齿轮总成13与主动齿轮总成14相啮合，以便在与主动齿轮总成14的啮合传动过程中得到足够的传动输出动力，并将传动动力传递至车轮9上，从而驱动车轮9转动。

本实施例中，输出联轴节总成12包括连接筒12-2和缓冲联轴节。连接筒12-2的两端分别通过缓冲联轴节连接在车轮9和被动齿轮总成13上，且连接筒12-2沿轴向穿设于被动齿轮总成13的轴孔内，被动齿轮总成13通过转动带动连接筒12-2和车轮9转动，以实现传动结构的动力输入向车轮输出的传动过程。优选连接筒12-2穿设在被动齿轮总成13的轴孔内时，连接筒12-2上远离车轮9的一端与被动齿轮总成13固定，而另一端与车轮9连接，并与被动齿轮总成13的轴孔内壁之间留有空隙，以预留出车轮9转动空间。

为了实现位移补偿功能，如图5和图6所示，本实施例所述的缓冲联轴节包括联轴节本体和缓冲块12-7，联轴节本体的周向上分别嵌装有呈间隔设置的多个缓冲块12-7，联轴节本体在转动过程中，各个缓冲块12-7用于对联轴节本体周向上产生的相对位移提供弹性补偿，从而利用缓冲块12-7在动力传动过程中提供联轴节本体在转动周向上的位移补偿及缓冲作用，当输出联轴节总成12上安装有该缓冲联轴节的情况下，通过上述作用能够为输出联轴节总成12与被动齿轮总成13和输出联轴节总成12与车轮9之间分别增加了转动周向上的位移补偿能力，对传动过程中齿轮箱传动结构内部及其与车轮9之间存在的相对位移变化进行补偿，从而使得该传动结构及齿轮箱具有位移补偿能力。

具体的，被动齿轮总成13在转动时带动连接筒12-2转动，在此情况下，连接筒12-2两端的缓冲联轴节随之转动并分别带动车轮9转动。该过程中，由于缓冲联轴节的联轴节本体周向上嵌装有多个缓冲块12-7，因此，如果转动中的连接筒12-2与车轮之间或是连接筒12-2与被动齿轮总成13之间产生在周向上的位移变化时，缓冲联轴节周向上的多个缓冲块12-7能利用弹性对这样的周向位移变化提供弹性补偿作用，从而减缓车轮9、连接筒12-2和被动齿轮总成13三者之间在周向上的位移变化趋势，甚至可以完全消除该位移变化，从而避免车轮的径向窜动。缓冲块12-7优选采用橡胶制成，也可以采用其它现有技术中常见的弹性材料制成。

进一步的，优选缓冲块12-7被构造为多层叠加结构，即如图5和图6所示，缓冲块12-7的两端分别连接在两条固定筋12-8之间。缓冲块12-7包括多层弹性缓冲层以及分别连接在各层弹性缓冲层之间的粘接层。由于多层弹性缓冲层和多层粘接层间隔设置，从而使得缓冲块12-7可以弯折成能贴合缓冲联轴节的外缘形状的弧面形状，从而在缓冲联轴节转动时，能利用固定筋12-8与缓冲块12-7之间的弹性作用力而产生周向上的缓冲和周向位移补偿作用。

如图4所示，缓冲联轴节包括第一联轴节本体12-1和第二联轴节本体12-3。其中，第一联轴节本体12-1连接在连接筒12-2与被动齿轮总成13之间，用以为输出联轴节总成12与被动齿轮总成13之间的位移变化进行补偿；第二联轴节本体12-3连接在车轮9与连接筒12-2之间，用以为输出联轴节总成12与车轮9之间的位移变化进行补偿。

优选的，连接筒12-2为喇叭状。连接筒12-2上口径较小的一端通过第一联轴节本体12-1与被动齿轮总成13固接，连接筒12-2上口径较大的一端通过第二联轴节本体12-3与车轮9固接，以使传动过程中连接筒12-2的转动过程更为省力。

如图5所示为联轴节本体被构造为第一联轴节本体12-1的情况。该第一联轴节本体12-1包括第一安装盘12-5和第二安装盘12-6。第一安装盘12-5的中心轴套装于第二安装盘12-6的轴孔内，第一安装盘12-5的中心轴与连接筒12-2的端面固接，第二安装盘12-6背向第一安装盘12-5的端面与被动齿轮总成13固接，在第二安装盘12-6的周向上分布有多条固定筋12-8，相邻的固定筋12-8之间嵌装有缓冲块12-7，每个缓冲块12-7分别固接在第一安装盘12-5的周向上。上述结构使得被动齿轮13-3齿轮总成在转动时能同步带动第一安装盘12-5和第二安装盘12-6转动，并且在转动动力传动过程中，由于第一安装盘12-5与第二安装盘12-6之间通过缓冲块12-7连接，从而在第一安装盘12-5与第二安装盘12-6之间进行传动时，缓冲块12-7为第一安装盘12-5与第二安装盘12-6之间可能产生的径向偏心及周向错位等位移变化进行有效补偿，换言之，缓冲块12-7为被动齿轮总成13与输出联轴节总成12之间的传动提供了缓冲和位移补偿作用。

如图6所示为联轴节本体被构造为第二联轴节本体的情况。该第二联轴节本体12-3包括第三安装盘和外接紧固件12-4。第三安装盘的一端与连接筒12-2的端面一体连接，另一端的周向上连接有多个外接紧固件12-4，以便于车轮9紧固连接。第三安装盘的周向上分布有多条固定筋12-8，相邻的固定筋12-8之间嵌装有缓冲块12-7，缓冲块12-7的缓冲原理如上所述，在此不再赘述。缓冲块12-7能够为连接筒12-2和车轮9之间可能产生的转动时的径向偏心及转动周向上的相对位移等位移变化进行有效补偿，换言之，缓冲块12-7为输出联轴节总成12与车轮9之间的传动提供了缓冲和位移补偿作用。

优选的，在每个缓冲块12-7上安装有连接机构，该连接机构卡装在缓冲块12-7的两层弹性缓冲层之间，并且固定在第三安装盘上，连接机构朝向车轮9的一面安装有一根以上的车轮连接螺栓作为外接紧固件12-4，优选每个车轮连接螺栓都与缓冲联轴节的轴向平行，以便保证车轮9在通过多组外接紧固件12-4紧固在第二缓冲联轴节12-3上时，能够在直行状态时与车轴保持垂直，利用缓冲联轴节减少车轮9与车轴之间的径向偏心和转动周向上相对位移变化，起到位移补偿作用。优选外接紧固件12-4除了选用车轮连接螺栓外，也可以选用其它常见的紧固件结构。

如图3所示，在上述结构的基础上，本实施例的齿轮箱传动结构包括输入联轴节总成15、主动齿轮总成14、被动齿轮总成13以及如上所述的输出联轴节总成12。主动齿轮总成14与被动齿轮总成13之间啮合，且主动齿轮总成14的轴向与被动齿轮总成13的轴向相垂直，以通过齿轮传动实现动力传输。输入联轴节总成15与主动齿轮总成14连接，输入联轴节总成15与电机连接。

如图1～图3以及图7所示，在上述结构的基础上，本实施例所述的齿轮箱传动结构还包括上箱体1和下箱体8。上箱体1和下箱体8能相互对接，以使上箱体1和下箱体8内构成相互连通的安装空间。在上箱体1内设有主动齿轮安装孔，该主动齿轮安装孔与上述的安装空间相连通。输入联轴节总成15和主动齿轮总成14均安装在上箱体1内，其中，主动齿轮总成14安装在上箱体1内的主动齿轮安装孔中；输出联轴节总成12和被动齿轮总成13安装在安装空间内；下箱体8的底部装有润滑油16，被动齿轮总成13部分浸没在润滑油16中。

如图3和图7所示，主动齿轮总成14包括主动齿轮轴14-1、输入轴承和输入轴承座14-5。主动齿轮轴14-1通过多个输入轴承安装在输入轴承座14-5内，且主动齿轮轴14-1与空心轴13-1相互垂直，以使主动齿轮总成14能呈悬臂结构安装在被动齿轮总成13的径向上，从而简化齿轮箱内部的轴向空间。主动齿轮轴14-1的一端设有与下述被动齿轮总成13中的被动齿轮13-3相啮合的锥齿轮齿面结构。主动齿轮轴14-1的另一端与输入联轴节总成15连接。

优选的，主动齿轮轴14-1通过至少两组输入轴承支撑在齿轮箱的主动齿轮安装孔内。本实施例中，在主动齿轮轴14-1的两端分别装有第一轴承14-2和第二轴承14-4。第一轴承14-2和第二轴承14-4均优选为圆锥滚子轴承。优选在主动齿轮轴14-1外还装有输入轴承座14-5，第一轴承14-2和第二轴承14-4分别套装在输入轴承座14-5内，且该输入轴承座14-5位于第一轴承14-2和第二轴承14-4之间，输入轴承座14-5被固定在主动齿轮安装孔的内壁上。输入轴承座14-5与主动齿轮轴14-1之间还套装有隔环14-3。在主动齿轮轴14-1上靠近输入联轴节总成15的一端外还套装有密封端盖14-9和密封环14-6，以提高齿轮箱主动齿轮安装孔的密封性。其中密封端盖14-9位于密封环14-6和第二轴承14-4之间。主动齿轮轴14-1与输入联轴节总成15连接的端面上安装有轴端压板14-7；主动齿轮轴14-1外还套装有调整环14-8，该调整环14-8位于输入联轴节总成15和密封环之间，用于调整输入联轴节总成15与齿轮箱上箱体1侧壁之间的相对安装位置。

本实施例中，如图3和图4所示，被动齿轮总成13包括空心轴13-1、被动齿轮13-3、输出轴承和输出轴承座13-5。空心轴13-1的一端与被动齿轮13-3连接，另一端与输出联轴节总成12固接，被动齿轮13-3通过输出轴承连接在输出轴承座13-5上，从而节约齿轮箱的箱体内部轴向空间需求。优选的，空心轴13-1靠近车轮9的一端通过螺栓与被动齿轮13-3固接，被动齿轮13-3通过第四轴承13-4支撑在输出轴承座13-5上，输出轴承座13-5被固定在齿轮箱的车轮侧，空心轴13-1的外壁被构造为具有凸台结构，该凸台通过第三轴承13-2支撑在齿轮箱的远离车轮9的一侧，从而确保空心轴13-1在被动齿轮13-3的带动下旋转。优选第三轴承13-2和第四轴承13-4均为圆锥滚子轴承。进一步的，第三轴承13-2和输出轴承座13-5分别被固定在齿轮箱的上箱体1和下箱体8之间，以使被动齿轮总成13被固定在齿轮箱的安装空间内，并且保证被动齿轮总成13沿齿轮箱的轴向设置，以优化齿轮箱的箱体内部轴向空间需求。

本实施例中，空心轴13-1远离车轮9的一端通过端面齿形啮合结构与输出联轴节总成12上第一联轴节本体12-1的第二安装盘12-6连接，且通过螺栓将空心轴13-1与第二安装盘12-6的轴孔端面之间锁紧固定，从而保证在空心轴13-1转动时，能够带动第二安装盘12-6旋转。上述的端面齿形啮合结构能够将空心轴13-1的端面与第二安装盘12-6的轴孔端面锁紧并卡位，以保证传动时，两个端面之间不会发生错位和偏心的缺陷产生。

进一步的，空心轴13-1的轴孔轮廓与连接筒12-2的外壁轮廓相似，但空心轴13-1任一位置的截面直径均大于连接筒12-2的对应位置的截面直径，从而保证连接筒12-2套装在空心轴13-1内时，连接筒12-2的外壁与空心轴13-1的轴孔内壁之间留有上述空隙。

进一步的，在输出轴承座13-5的车轮侧端面上盖装有密封端盖13-6，该密封端盖13-6被扣装在被动轴承座的车轮侧端面上，并且在密封端盖13-6与被动轴承座之间还设有密封环13-7，以保证齿轮箱在车轮侧的具有非常好的密封性。

基于上述结构，本实施例还提供了一种齿轮箱，该齿轮箱包括如上所述的齿轮箱传动系统。具体的，本实施例所述的齿轮箱参照图1所示，上箱体1与下箱体8之间对接并通过螺栓4固定，上箱体1与下箱体8的接合面倾斜，并保证上箱体1内的主动齿轮安装孔的轴向水平，如图7所示。在上箱体1和下箱体8对接情况下，上箱体1和下箱体8之间构成有安装空间，该安装空间与上箱体1内的主动齿轮安装孔的一端连通，主动齿轮安装孔的另一端设有电机连接接口1-1，在主动齿轮安装孔的侧面设有转向架连接接口1-2。如图2所示，齿轮箱靠近车轮9的侧面上设有车轮连接端10，当被动齿轮总成13安装在安装空间内时，第二联轴节本体12-3上连接的所有外接紧固件12-4均自齿轮箱的车轮侧伸出至齿轮箱外，并连接在车轮9上。

如图1所示，在上箱体1的顶部还分布有观察口盖2和呼吸器3，观察口盖2和呼吸器3均与齿轮箱内部的安装空间连接。在下箱体8上分布有注油螺塞5、油位视窗6和放油螺塞7，注油螺塞5、油位视窗6和放油螺塞7均被设置在齿轮箱内部的安装空间靠下侧，并且合理安排注油螺塞5、油位视窗6和放油螺塞7的位置，应当将注油螺塞5设置在放油螺塞7的上方。

如图2所示，在上箱体1上的电机连接接口1-1的侧面还设置有联轴节观察口11，用于直接观察输入联轴节总成15和主动齿轮轴14-1总成的工作状态。

如图7所示，在齿轮箱内的安装空间下部的下箱体8内承载有润滑油16，被动齿轮总成13安装在安装空间内时，被动齿轮总成13总有一部分能浸没在润滑油16中。上箱体1上位于主动齿轮安装孔顶部的位置沿主动齿轮轴14-1的轴向设有润滑油进油油槽14-10，对应的在上箱体1上位于主动齿轮安装孔底部的位置沿主动齿轮轴14-1的轴向设有润滑油回油油槽14-11，以保证齿轮箱安装空间内的润滑油16的正常进出。

综上所述，本实施例的缓冲联轴节包括联轴节本体和缓冲块12-7，联轴节本体的周向上分别嵌装有呈间隔设置的多个缓冲块12-7，联轴节本体在转动过程中，各个缓冲块12-7用于对联轴节本体周向上产生的相对位移提供弹性补偿。该缓冲联轴节利用缓冲块12-7提供转动周向上的位移补偿及缓冲作用，该缓冲作用能够为输出联轴节总成12与被动齿轮总成13和输出联轴节总成12与车轮9之间分别增加了周向上的位移补偿能力，对传动过程中齿轮箱传动结构内部及其与车轮9之间可能产生的转动周向上的相对位移变化进行补偿，从而使得传动结构及齿轮箱具有位移补偿能力；该传动结构及齿轮箱还具有结构紧凑、构造简单、轴向空间需求少、易于运营维护和拆卸方便的优点。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

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