1.本实用新型涉及轨道车辆转向架技术领域，具体涉及一种轴箱内置式永磁直驱转向架。


背景技术：

2.城市轨道交通系统不仅占地面积小，而且对环境的污染和影响都相对较小，运客量大等优势。在城市轨道交通系统中列车改变方向是由轨道和位于列车下端的转向架相互配合，共同实现列车的转向，同时位于轨道上的车轮负责调整内外两侧车轮的走形距离，这种结构能够保证列车顺利通过外轨长内轨短的弯道。
3.列车在行驶的过程中，转向主要是利用转向架的一系悬挂装置和二系悬挂装置的配合，一系悬挂系统是车轮和构架之间的轴箱悬挂装置，起到传递轴箱和车轮之间的力以及定位作用，二系悬挂系统是连接构架和车体之间的悬挂装置，二系悬挂系统的空气弹簧以及各种减震器可以减轻由于钢轨的不平滑而带来的震动。当列车转弯时，两个悬挂系统相互配合，减轻车体运行中的震动感，这样即使列车高速通过弯道，两个悬挂系统仍然可以保持车身平稳，保证乘客安全的同时也提高了舒适性。
4.车轮驱动系统是牵引列车前进的动力源泉，传统列车电机弹性或刚性安装在构架上，并采用齿轮传动，这种传动方式需要复杂的联轴节和齿轮箱结构，会占用大量构架结构的空间，影响转向架传动效率，降低转向架的小曲线通过性能，而且难以保证列车对轨道线路不平顺的顺服性，同时增加了制造和检修的成本，长时间使用后润滑和密封也难以得到保证，会对环境造成不利的影响。
5.在现有技术中转向架的结构中，无法保证转向架自重和减震性能以及列车运行的平稳性同时兼具。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种轴箱内置式永磁直驱转向架，以解决现有车辆运行稳定性差以及转向架自重较重的问题。
7.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
8.一种轴箱内置式永磁直驱转向架，其特征在于，包括：整体呈h型的构架装置，构架装置包括一对平行设置的侧架和一对平行设置在侧架内侧的横架；横架之间设有牵引拉杆，侧架底部设有轴箱装置，侧架的中部设有二系悬挂装置；侧架前后两端分别设有车轮，车轮之间设有车轴，车轴中间段套设有空心联轴器，车轴靠近空心联轴器两端的位置分别套设有轴箱装置，空心联轴器与车轴固定连接，轴箱装置与车轴转动连接；空心联轴器外部套设有永磁电机并与永磁电机连接，永磁电机与构架装置固定连接。
9.采用上述技术方案的有益效果为：通过将传统车轮驱动系统的复杂电机结构替换为永磁同步牵引电机，能够使构架的结构简单紧凑，并减小转向架整体的重量。通过将构架装置设置成两对分别互相平行的侧架和横架，将侧架和横架焊接并使整体呈h型结构，使转
向架的结构紧凑精简，从而达到减轻转向架自重的效果，同时呈h型的构架装置，便于车轮、轴箱装置、车轴和二系悬挂装置等一系统装置的安装。通过将轴箱装置设置在车轮内侧，由于采用内支撑模式，使列车的车轴缩短，同时使构架的结构进一步紧凑，进一步减轻转向架的自身重量；通过将空心联轴器套设在车轴中间段，同时将永磁电机套设在空心联轴器外部，省去齿轮箱和联轴节部分，极大地将转向架的整体空间进行了精简压缩；通过将空心联轴器固定套设在车轴上，同时在空心联轴器的外部套设有永磁电机，并且永磁电机与空心联轴器连接，便于将电机的动力沿空心联轴器传递到车轴，进而带动列车在轨道上运行，设置在侧架中间位置的二系悬挂装置将车体和构架装置连接，能够减轻由于钢轨不平滑而带来的震动，同时使列车在高速通过弯道时，仍能保持车身平稳，保障乘客安全性的同时也能提高列车的舒适性。
10.进一步地，上述空心联轴器包括空心轴，空心轴包括连接端和输出端，永磁电机套设在空心轴的中部；
11.连接端套设有连接端传动件和连接端法兰盘，连接端传动件位于连接端法兰盘和永磁电机之间，连接端法兰盘分别与空心轴和连接端传动件固定连接；连接端传动件靠近永磁电机的一端设置有第一端面齿，并且第一端面齿与永磁电机连接。
12.采用上述技术方案的有益效果为：通过连接端传动件与永磁电机转动连接，同时连接端法兰盘分别与空心轴和连接端传动件固定连接，便于将永磁电机的动力传递到空心轴上，进而带动车轴转动。
13.进一步地，上述永磁电机包括定子、转子和输出轴，转子套设在空心轴上，定子套设在转子上，输出轴设置在转子的延伸方向上，输出轴远离转子的一端与第一端面齿啮合。
14.采用上述技术方案的有益效果为：通过将永磁电机的转子套设在空心轴上，定子套设在转子上，输出轴一端为端面齿结构，并且与第一端面齿啮合，便于将永磁电机的动力传递到空心轴联轴器上，进而传递到车轴上，带动车轮旋转，为列车运动提供动力，使动力传递系统更有效，同时使转向架整体结构更为紧凑，自重更轻。
15.进一步地，上述构架装置两端分别设置有一对平行的安装柱，安装柱的两端分别与侧架固定连接，永磁电机的外壳固定连接在安装柱的中部。
16.采用上述技术方案的有益效果为：通过在构架装置的两端设置安装柱，并且安装柱的两端与侧架固定连接，能够使构架装置结构进一步稳固，提高构架装置的刚性；通过将永磁电机的外壳固定安装在安装柱上，使永磁电机能够稳定地在车轴上输出动力。
17.进一步地，上述在连接端传动件和连接端法兰盘之间还套设有连接端传动盘；连接端传动盘分别与连接端传动件和连接端法兰盘固定连接。
18.采用上述技术方案的有益效果为：通过在连接端传动件和连接端法兰盘之间套设连接传动盘，避免在列车运动的过程中，由于震动和冲击的作用，直接对连接端传动件和连接端法兰盘造成影响。
19.进一步地，上述输出端套设有主动端法兰盘和传力法兰，
20.主动端法兰盘与输出端通过齿啮合，主动端法兰盘与传力法兰固定连接，传力法兰套设在车轴上并与车轴固定连接。
21.采用上述技术方案的有益效果为：通过在输出端套设的主动端法兰盘与空心轴远离连接端法兰盘的一端固定连接，便于将永磁电机的动力传递到输出端，进而带动车轴旋
转。
22.进一步地，上述主动端法兰盘和传力法兰之间还套设有输出端传动盘，输出端传动盘分别与主动端法兰盘和传力法兰固定连接。
23.采用上述技术方案的有益效果为：通过在主动端法兰盘与传力法兰之间设置输出端传力盘，避免在传动动力的过程中，由于车身的震动和冲击，直接对永磁电机、主动端法兰盘和传力法兰造成影响。
24.进一步地，上述轴箱装置包括箱体和转臂，箱体通过轴承套设在车轴上，箱体通过弹性支撑装置与侧架连接，同时箱体与侧架之间均设置有竖直方向减震器，转臂设置在侧架靠近车轨的一侧，并且转臂的两端分别与侧架和箱体铰接。
25.采用上述技术方案的有益效果为：通过将轴箱装置设置在构架装置内侧，由于采用内支撑模式，使列车的车轴缩短，使构架的结构进一步紧凑，从而达到减轻转向架自身重量的效果；所设置在箱体和侧架之间的弹性支撑装置，能够减轻震动对车体的影响；设置在箱体与侧架之间的竖直方向减震器和转臂，能够进一步减轻来自钢轨带来的震动，使列车在行驶的过程中更加平稳，提高乘客乘坐的舒适度。
26.进一步地，上述二系悬挂装置包括空气弹簧、水平方向减震器、竖直方向减震器和抗蛇形减震器；
27.空气弹簧设置在侧架中间位置，竖直方向减震器设置在侧架的中部外侧，抗蛇形减震器设置在沿列车运动方向的侧架的外侧，水平方向减震器固定设置在侧架之间并且与横架平行；
28.空气弹簧、竖直方向减震器、抗蛇形减震器和水平方向减震器分别与侧架和轨道车辆连接。
29.采用上述技术方案的有益效果为：通过设置在侧架中间位置的空气弹簧，并将空气弹簧的上端与轨道列车连接，能够减轻列车在竖直方向的震动感，同时设置在侧架中部外侧的竖直方向减震器，也能进一步地减轻列车在竖直反向上的震动，使列车在行驶的过程中处于平稳的状态；而设置在侧架之间的沿横架轴线方向设置的水平方向减震器和设置在侧架中部外侧的沿列车行进方向的抗蛇形减震器，能够使列车在转弯的过程中，使列车车体处于平稳的状态，保障乘客安全的同时提高列车的舒适性。
30.本实用新型具有以下有益效果：
31.1、本实用新型结构紧凑，自重较轻，同时在列车运行的过程中具有良好的稳定性和减震效果。
32.2、本实用新型的轴箱装置采用内置式安装在车轴上，并且轴箱两端均被车轴贯穿，极大缩减了车轴的长度，使转向架结构更加紧凑，能够有效减少转向架自重、提高列车曲线通过性能以及改善轮轨运动的作用力。
33.3、本实用新型的永磁电机采用抱轴式安装在车轴上，取消齿轮箱和联轴节等复杂的传动机构，使整个转向架的重量进一步减轻，使电机具有更高的传递效率，以及节能环保。
34.4、本实用新型的空心联轴器通过套设在车轴上，并与永磁电机连接，使电机的传递效率更加高效，同时使转向架的整体结构更为紧凑，进一步减轻转向架的自重。
35.5、本实用新型的各向减震器通过设置在不同的位置，能够有效缓减由于钢轨的变
化而带来的冲击感以及在列车转弯时而产生的震动感，保证列车行驶的过程中车身平稳，并且在保证乘客安全的同时也提高舒适性。
附图说明
36.图1为本实用新型转向架的立体结构示意图；
37.图2为本实用新型转向架的俯视结构示意图；
38.图3为本实用新型的构架装置结构示意图；
39.图4为本实用新型的双牵引拉杆组件结构示意图；
40.图5为本实用新型的轴箱装置的结构示意图；
41.图6为本实用新型的永磁电机结构示意图；
42.图7为本实用新型的车轮结构示意图；
43.图8为本实用新型的空心联轴器结构示意图；
44.图9为本实用新型的输出端法兰盘结构示意图；
45.图10为本实用新型的连接端/输出端传动盘结构示意图；
46.图11为本实用新型的空心轴结构示意图；
47.图12为本实用新型的主动端法兰盘结构示意图；
48.图13为本实用新型的传力法兰结构示意图。
49.图中：1-构架装置；2-轴箱装置；3-车轮；4-车轴；5-空心联轴器；6
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永磁电机；7-二系悬挂装置；8-双牵引拉杆组件；9-制动装置；10-安装柱； 11-侧架；12横架；21-箱体；22-转臂；71-空气弹簧；72-水平方向减震器； 73-竖直方向减震器；74-抗蛇形减震器；75-弹性支撑装置；81-牵引转体； 82-牵引拉杆；83-拉杆支座；50-连接孔；51-连接端传动件；52-连接端传动盘；53-空心轴；54-主动端法兰盘；55-传力法兰；56-输出端传动盘；511
‑ꢀ
第一凸缘；5111第一通孔；512-第一端面齿；431第二凸缘；4311-第二通孔；532-第二端面齿；541-第三凸缘；5411-第三通孔；551-第四凸缘；5511
‑ꢀ
第四通孔；61-定子；62-转子；63-输出轴；41-连接端；42-输出端；43-连接端法兰盘。
具体实施方式
50.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
51.实施例
52.请参照图1至图6，一种轴箱内置式永磁直驱转向架，包括构架装置1、位于构架装置1两侧的车轮3，位于构架装置1内侧的空心联轴器5，位于空心联轴器5外部的永磁电机6，位于构架装置1底部的轴箱装置2，位于构架装置1中间位置的二系悬挂装置7，以及连接车轮3和构架装置1的制动装置9；构架装置1包括一对平行的侧架11、一对平行的横架12和一对平行的安装柱10，横架12设置在侧架11的中间位置，并与侧架11垂直固定连接，使整体构架装置1呈h型结构，安装柱10设置在两侧架11之间与横架12平行，并设置在横架12的外侧，同时与侧架11固定连接，为侧架 11提供足够的支撑力，提升构架装置1整体的刚性，并且安装柱10为永磁电机6的安装提供一定的承载作用，将构架装置1的整体结构设置成h型结构，用横架12和安装柱10分别与侧架11垂直固定连接，并且使构架装置1 更加紧凑，同时便于
转向架其他装置的安装连接。
53.侧架11为弓形结构，横架12平行固定设置在侧架11的弓形底部，使构架装置1整体呈h形结构，提高构架装置1的稳定性，减轻构架装置1的自重，进而减轻转向架的自身重量；在侧架11的弓形两端拐角处设置有安装柱10，并且安装柱10与位于侧架11中部的横架12平行，同时安装柱10 与侧架11固定连接，进一步提升h形构架装置1的结构稳定性，并减轻构架装置1的自重。
54.弓形侧架11的中间位置于二系悬挂装置7连接，二系悬挂装置7包括空气弹簧71、水平方向减震器72、竖直方向减震器73和抗蛇形减震器74；空气弹簧71设置在弓形侧架11的中间位置，空气弹簧71的顶端与列车车体连接，设置在列车车体和弓形侧架11之间的空气弹簧71能够缓减由于钢轨不平滑带来的震动感；设置在弓形侧架11中部外侧的竖直方向减震器73，也能进一步减轻列车在行驶的过程中竖直方向的震动感，从而保证列车运行的平稳性；抗蛇形减震器74设置在弓形侧架11中部的外侧，具体设置在空气弹簧71的下方，与弓形侧架11固定连接，抗蛇形减震器74的另一端与车身在水平方向连接，水平方向减震器72设置在弓形侧架11的内侧，并与侧架11固定连接，同时水平方向减震器72与位于侧架中间位置的横架12 平行，设置在弓形侧架11内侧的水平方向减震器72和位于弓形侧架11外侧的抗蛇形减震器74，能够保证列车在高速通过弯道时，车身仍能保持平稳，提升乘客乘坐的舒适度。
55.弓形侧架11两端分别通过弹性支撑装置75与轴箱装置2连接，而轴箱装置2包括箱体21和转臂22，箱体21通过弹性支撑装置75与侧架11的端部连接，连接在侧架11与轴体21之间的弹性支撑装置75能够配合二系悬挂装置7缓减由于钢轨的不平滑而带来的震动感。箱体21通过轴承套设在车轴4上，而转臂22设置在侧架11的下侧，并且转臂22的两端分别与箱体21和侧架11连接，同时在箱体21远离转臂22的一侧设置有竖直方向减震器73，竖直方向减震器73两端分别与侧架11端部和箱体21连接，设置在侧架11端部的弹性支撑装置75，以及竖直方向减震器73和转臂22组成的减震装置构成一系悬挂装置实现了部分一系悬挂装置的减震效果以及达到对整个转向架进行定位的效果；同时，轴箱装置2采用内置式安装在车轴 4上，并且轴箱装置2两端均被车轴4贯穿，极大缩减了车轴的长度，使转向架结构更加紧凑，能够有效减少转向架自重、提高列车曲线通过性能以及改善轮轨运动的作用力。
56.横架12上固定安装有双牵引拉杆组件8，双牵引拉杆组件8包括牵引转体81、牵引拉杆82和拉杆支座83，牵引转体81的两侧分别与牵引拉杆82 的一端连接，牵引拉杆82的另一端通过拉杆支座83连接在横杆12上，通过设置在横架12之间的双牵引拉杆组件8能够使车体与转向架在纵向方向上以关节的形式连接起来，便于传递牵引力，以及抵消车体与转向架的各种冲击力，具有良好的减震效果，能够进一步保障列车在行进的过程中具有良好的稳定性。
57.永磁电机6设置在两弓形侧架11之间，具体位于两弓形侧架11内侧的轴箱装置2之间，并且套设在空心联轴器5的外部，永磁电机6将动力传递给空心联轴器5，然后再带动车轴4旋转，进而带动列车运动。永磁电机6 包括定子61、转子62和输出轴63，转子62套设在空心联轴器5上，定子 61套设在转子62上，输出轴63与空心联轴器5固定连接，便于将永磁电机 6的动力沿空心联轴器5传递到车轴4的另一端，保证位于侧架11两侧的车轮能够同步驱动；同时永磁电机6采用抱轴式安装在车轴4上，取消齿轮箱和联轴节等复杂的传动机构，使
整个转向架的重量进一步减轻，使电机具有更高的传递效率，以及节能环保。
58.请参照图8至图13，空心联轴器5套设在车轴4上，并且空心联轴器5 与车轴4固定连接，空心联轴器5包括输出端法兰盘51、连接端传动盘52、空心轴53、主动端法兰盘54、输出端传动盘56和传力法兰55。连接端/输出端传动盘的周向设置有8个均匀分布的连接孔50，输出端法兰盘51的一端设置有第一端面齿512，并保证该第一端面齿512与永磁电机6的输出轴 63通过端面齿啮合，便于将永磁电机6与空心联轴器5连接，并传递动力，以及省去齿轮箱和联轴节等复杂的传动结构，精简转向架的结构，减轻自重；输出端法兰盘51的另一端设置有径向向外延伸的4个第一凸缘511，并且4 个第一凸缘511均匀分布在输出端法兰盘51的端面，同时每个第一凸缘511 上均设置有第一通孔5111，第一通孔5111与连接端传动盘52的连接孔50 通过销钉连接，同时连接端传动盘52的剩余4个连接孔50与空心轴53连接，空心轴53的一端设置有第二端面齿532，空心轴53的另一端设置有沿径向向外延伸的4个均匀分布的第二凸缘431，并且每个第二凸缘431上均设置有第二通孔4311，第二通孔4311与连接端传动盘52剩余的4个的连接孔50通过销钉连接。主动端法兰盘54的一端设置有与空心轴53的第二端面齿532啮合的端面齿，主动法兰盘54的另一端设置有沿径向向外延伸周向均匀的4个第三凸缘541，每个第三凸缘541上均设置有第三通孔5411，第三通孔5411与输出端传动盘56的连接孔50通过销钉连接。输出端传动盘56剩下的4个连接孔50与传力法兰55连接，传力法兰55沿径向向外延伸设置有4个周向均匀分布的第四凸缘551，每个第四凸缘551上都设置有第四通孔5511，并且与输出端传动盘56剩下的4个连接孔50通过销钉连接，传力法兰55采用过盈配合的方式套设在车轴4上，使传力法兰55与车轴4 固定连接。由电机输出轴63、输出端法兰盘51、空心轴53、主动端法兰盘 54和传力法兰55组成的传力系统，能够将永磁电机6的动力高效率地传递到车轴4上，同时取消齿轮箱和联轴节等传统的复杂的传动机构，使整个转向架的构架更为紧凑，减轻自重。
59.请参照图7，车轮3包括驱动轮31和制动轮32，驱动轮31设置在车轴 4靠近弓形侧架11的外侧，而制动轮32同轴设置在车轴4远离驱动轮31 的一侧，在制动轮32与弓形侧架11之间设置有制动装置9。通过将制动装置9设置在车轮3的制动轮32上，进而将制动力作用于制动轮32上，避免了对驱动轮31的磨损，影响其使用寿命。
60.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。