[发明专利]轴悬式安装直驱电机用联轴器及其刚度设计方法

说明书

轴悬式安装直驱电机用联轴器，包括与轮轴同轴固定的轮轴侧连接盘和与电机转子轴同轴固定的电机侧连接盘，其特征在于还包括弹性支撑转动组件，弹性支撑转动组件连接在轮轴侧连接盘和电机侧连接盘径向之间，使轮轴侧连接盘和电机侧连接盘同轴可转动连接，并通过弹性支撑转动组件沿径向承载电机重量，轮轴侧连接盘和电机侧连接盘周向弹性连接。本发明在满足径向大承载的同时可获得更好的减振缓冲效果，降低了失效风险，延长金属橡胶件的使用寿命，提高联轴器的使用可靠性，容易实现轮轴侧连接盘和电机侧连接盘的对中连接，提高联轴器的安装可靠性和便利性，安装过程方便简单，便于检修更换。本发明还提供轴悬式安装直驱电机用联轴器的刚度设计方法。

技术领域

本发明涉及一轴悬式安装直驱电机用联轴器及其刚度设计方法，属于联轴器技术领域。

背景技术

轨道交通车辆动力转向架主要是通过牵引电机提供动力，实现车轮滚动运动。为了满足下一代轨道车辆动力转向架小型化、传动效率高效化需求，牵引电机直驱传动系统成为各大公司及研究机构争先研究的热点。该系统去除了齿轮箱等传动装置，牵引电机将直接与轮轴进行连接驱动，具有传动效率高、维护量小、噪声低等优点，但同时电机也需要承受与轮轴一体化后来自轮轨产生的更大量级振动冲击。为降低振动冲击对牵引电机的影响，目前国内大部分牵引电机都是采用弹性悬挂安装，安装方式可分为将电机通过弹性悬挂装置直接安装轮轴上的“轴悬式”，以及将电机安装在转向架构架上再通过弹性悬挂装置与轮轴连接的“架悬式”。其中，“轴悬式”凭借结构简洁、紧凑、经济性好等特点受到关注，但由于该方式下牵引电机的大部分重量将通过弹性悬挂装置落在轮轴上，因此对弹性悬挂装置的结构可靠性及性能稳定性都是很大的考验。专利CN106364496A公开了一种抱轴安装电机用弹性悬挂装置，包括与抱轴电机转子输出端连接的电机端连接环、与车轴连接的车轴端连接环和弹性元件，电机端连接环和车轴端连接环的外围周壁间隔设置有交错分布的凸台，弹性元件包裹固定于所述凸台的外围，并且具有插入相邻凸台间隙的楔形块。专利CN110027575A公开了一种连接器，包括具有两个待连接件的弹性体单元，其中，待连接件均具有朝待连接件的轴线定向的、呈环形环绕的方式布置的连接块。两个待连接件相对地且沿轴向相互错开角度地设置，连接块的外围上套设有弹性环。

上述专利中径向承载均由楔形橡胶块剪切受力，其径向承载能力不足，橡胶块易损坏，使用寿命短。且长时间大载荷会使得橡胶块出现蠕变，增加电机系统失效风险； 另外，以上专利电机侧连接结构与轮轴侧连接结构均无法对中定位，并且由于橡胶块需要预压安装，导致弹性环中的各橡胶块难以同时安装到位，需要借助复杂的专用工装夹具才能进行安装，存在安装及检修极其不方便的问题。

发明内容

本发明提供的轴悬式安装直驱电机用联轴器及其刚度设计方法，在满足径向大承载的同时可获得更好的减振缓冲效果，降低了失效风险，延长金属橡胶件的使用寿命，提高联轴器的使用可靠性，容易实现轮轴侧连接盘和电机侧连接盘的对中连接，提高联轴器的安装可靠性和便利性，安装过程方便简单，便于检修更换。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

轴悬式安装直驱电机用联轴器，包括与轮轴同轴固定的轮轴侧连接盘和与电机转子轴同轴固定的电机侧连接盘，其特征在于还包括弹性支撑转动组件，所述的弹性支撑转动组件连接在轮轴侧连接盘和电机侧连接盘径向之间，使轮轴侧连接盘和电机侧连接盘同轴可转动连接，并通过弹性支撑转动组件沿径向承载电机重量，轮轴侧连接盘和电机侧连接盘周向弹性连接。

优选的，所述的轮轴侧连接盘包括过盈配合套在轮轴上的轮轴套筒、用于与电机侧连接盘周向弹性连接的连接块一和径向连接环，连接块一沿轮轴套筒外周均匀分布，且与轮轴套筒通过径向连接环连接。

优选的，所述的电机侧连接盘包括与电机转子轴同轴固接的连接筒和用于与轮轴侧连接盘周向弹性连接的连接块二，连接块二固定在连接筒的外周且与连接块一一一对应，在连接筒外周均匀分布，连接块二与相对应的连接块一沿周向隔开且弹性连接。