本实用新型涉及列车技术领域，具体而言，涉及一种永磁直驱转向架及具有其的列车。
背景技术：
随着永磁电机技术的进步，轨道车辆采用直驱的应用也越来越多。目前，永磁直驱牵引电机采用抱轴式结构。
然而，抱轴式结构使得牵引电机的重量全部为簧下质量，造成簧下质量过大，无法适应中高速度运营。
技术实现要素：
本实用新型的主要目的在于提供一种永磁直驱转向架及具有其的列车，以解决现有技术中的永磁直驱转向架无法应用于高速度列车的问题。
为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种永磁直驱转向架，包括：构架，构架包括侧梁、与侧梁垂直的横梁和设置于侧梁两端的端梁；牵引电机；轮对，设置在构架上；永磁直驱转向架还包括：纵向臂，牵引电机通过纵向臂与横梁柔性连接；其中，牵引电机套设在与轮对相连接的车轴上且与车轴连接，牵引电机与端梁连接，端梁与侧梁柔性连接。
进一步地，转向架还包括：安装座，固定设置在端梁上，安装座用于固定牵引电机。
进一步地，纵向臂相对横梁垂直设置，纵向臂的一端与牵引电机固定连接，纵向臂的另一端与横梁柔性连接。
进一步地，横梁上设置有横梁连接部，纵向臂包括纵向臂主体和第一连接部，第一连接部与纵向臂主体的靠近横梁的一端连接，纵向臂通过第一连接部和横梁连接部与横梁连接；其中，第一连接部由橡胶材料制成。
进一步地，纵向臂包括纵向臂主体和与纵向臂主体连接的第二连接部，第二连接部用于与牵引电机连接，第二连接部和纵向臂主体之间设置有加强筋板。
进一步地，侧梁为两个，两个侧梁包括第一侧梁和第二侧梁，第一侧梁与第二侧梁相对设置；端梁包括端梁主体、第三连接部和第四连接部，第三连接部与端梁主体的一端连接，第三连接部用于与第一侧梁连接；第四连接部与端梁主体的另一端连接，第四连接部用于与第二侧梁连接；其中，第三连接部和第四连接部由橡胶材料制成。
进一步地，转向架还包括：连接机构，连接机构套设在车轴上且与车轴连接，牵引电机套设在连接机构上且与连接机构连接，以使车轴在牵引电机和连接机构的作用下转动。
进一步地，连接机构具有相对设置的第一端和第二端，连接机构的第一端与车轴过盈连接，牵引电机与连接机构的第二端传动连接。
进一步地，牵引电机的内壁上设置有第一传动齿，连接机构的外壁上设置有与第一传动齿相配适的第二传动齿，第一传动齿与第二传动齿相啮合，以使连接机构在牵引电机的作用下转动。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种列车，包括永磁直驱转向架，永磁直驱转向架为上述的永磁直驱转向架。
本实用新型的永磁直驱转向架的牵引电机采用架悬式的安装方式，牵引电机套设在与轮对相连接的车轴上且与车轴连接，牵引电机的一端通过纵向臂与横梁柔性连接，牵引电机的另一端与端梁连接，并且，端梁与侧梁柔性连接，这样，构架的横梁不再承受电机的悬臂扭矩，牵引电机的扭矩载荷以垂向力的形式同时作用于横梁和端梁，改善了横梁和侧梁连接处的受力情况。该永磁直驱转向架极大的降低了转向架簧下质量，降低了轮轨磨耗，可以适应于中高速运营。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本实用新型的永磁直驱转向架的部分结构的结构示意图；
图2示出了根据本实用新型的永磁直驱转向架的牵引电机和车轴的连接示意图；
图3示出了图1中的永磁直驱转向架的a-a处的截面图；
图4示出了图1中的永磁直驱转向架的b-b处的截面图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、构架；11、侧梁；12、横梁；121、横梁连接部；13、端梁；131、端梁主体；132、第三连接部；20、牵引电机；30、轮对；40、车轴；50、纵向臂；51、第一连接部；52、第二连接部；53、纵向臂主体；54、加强筋板；60、安装座；70、连接机构。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本实用新型提供了一种永磁直驱转向架，请参考图1至图4，包括：构架10，构架10包括侧梁11、与侧梁11垂直的横梁12和设置于侧梁11两端的端梁13；牵引电机20；轮对30，设置在构架10上；永磁直驱转向架还包括：纵向臂50，牵引电机20通过纵向臂50与横梁12柔性连接；其中，牵引电机20套设在与轮对30相连接的车轴40上且与车轴40连接，牵引电机20与端梁13连接，端梁13与侧梁11柔性连接。
本实用新型的永磁直驱转向架的牵引电机20采用架悬式的安装方式，牵引电机20套设在与轮对30相连接的车轴40上且与车轴40连接，牵引电机20的一端通过纵向臂50与横梁12柔性连接，牵引电机20的另一端与端梁13连接，并且，端梁13与侧梁11柔性连接，这样，构架的横梁12不再承受电机的悬臂扭矩，牵引电机20的扭矩载荷以垂向力的形式同时作用于横梁12和端梁13，改善了横梁12和侧梁11连接处的受力情况。该永磁直驱转向架极大的降低了转向架簧下质量，降低了轮轨磨耗，可以适应于中高速运营。
其中，牵引电机20为永磁直驱牵引电机。
为了实现牵引电机20与端梁13的固定连接，如图1所示，转向架还包括安装座60，安装座60固定设置在端梁13上，安装座60用于固定牵引电机20。
优选地，牵引电机20通过高强度螺栓与安装座60刚性连接。
在本实施例中，纵向臂50相对横梁12垂直设置，纵向臂50的一端与牵引电机20固定连接，纵向臂50的另一端与横梁12柔性连接。
在本实施例中，横梁12上设置有横梁连接部121，纵向臂50包括纵向臂主体53和第一连接部51，第一连接部51与纵向臂主体53的靠近横梁12的一端连接，纵向臂50通过第一连接部51和横梁连接部121与横梁12连接；其中，第一连接部51由橡胶材料制成。这样的设置实现了纵向臂50与横梁12的柔性连接。
优选地，第一连接部51为橡胶节点。
优选地，纵向臂主体53由铝合金材料制成，这样的设置在满足了纵向臂50的连接强度的基础上，减轻了纵向臂50的重量。
在本实施例中，纵向臂50包括纵向臂主体53和与纵向臂主体53连接的第二连接部52，第二连接部52用于与牵引电机20连接，第二连接部52和纵向臂主体53之间设置有加强筋板54。这样的设置提高了纵向臂50的连接强度。
具体实施时，第二连接部52通过螺栓与牵引电机20连接。
在本实施例中，侧梁11为两个，两个侧梁11包括第一侧梁和第二侧梁，第一侧梁与第二侧梁相对设置；端梁13包括端梁主体131、第三连接部132和第四连接部，第三连接部132与端梁主体131的一端连接，第三连接部132用于与第一侧梁连接；第四连接部与端梁主体131的另一端连接，第四连接部用于与第二侧梁连接；其中，第三连接部132和第四连接部由橡胶材料制成。这样的设置实现了侧梁11与端梁13的柔性连接。
其中，第三连接部132和第四连接部结构相同。
在本实施例中，如图2所示，转向架还包括连接机构70，连接机构70套设在车轴40上且与车轴40连接，牵引电机20套设在连接机构70上且与连接机构70连接，以使车轴40在牵引电机20和连接机构70的作用下转动。这样的设置使得牵引电机20的扭矩通过连接机构70直接传递给车轴40，从而驱动车辆前进。并且，该连接机构70还可以实现轴向与径向的位移补偿。
其中，连接机构70为空心轴六连杆机构。
具体实施时，连接机构70具有相对设置的第一端和第二端，连接机构70的第一端与车轴40过盈连接，牵引电机20与连接机构70的第二端传动连接。
具体实施时，牵引电机20的内壁上设置有第一传动齿，连接机构70的外壁上设置有与第一传动齿相配适的第二传动齿，第一传动齿与第二传动齿相啮合，以使连接机构70在牵引电机20的作用下转动。这样的设置通过传动齿来传递牵引电机20的扭矩，以驱动车辆前进。
在本实施例中，牵引电机20采用三点吊挂，一端通过一个特殊设计的纵向臂50弹性吊挂于横梁12之上，一端通过高强度螺栓刚性连接在端梁13上。端梁13与构架的侧梁11之前采用弹性连接。构架的横梁12不再承受牵引电机20的悬臂扭矩，牵引电机20的扭矩载荷以垂向力的形式同时作用于横梁12和端梁13，并且，改善了横梁12和侧梁11连接处的受力情况。
在本实施例中，牵引电机20采用三点吊挂，柔性连接，牵引电机20的重量全部为簧上质量，而抱轴式永磁直驱牵引电机的重量全部为簧下质量。
本实用新型的有益效果为：
1、与抱轴式永磁直驱牵引电机相比，此牵引电机20采用架悬式，极大的降低了转向架簧下质量，降低了轮轨磨耗。
2、与抱轴式永磁直驱牵引电机只能适应低速度运营相比，此牵引电机20适应中高速运营(速度140km/h以上)。
3、此牵引电机20采用三点吊挂，柔性连接，一端通过一个特殊设计的纵向臂50弹性吊挂于横梁12之上，另一端通过高强度螺栓刚性连接在端梁13上。端梁13与构架的侧梁11之前采用弹性连接。构架的横梁12不再承受牵引电机20的悬臂扭矩，牵引电机20的扭矩载荷以垂向力的形式同时作用于横梁12和端梁13，并且，改善了横梁12和侧梁11连接处的受力情况。
本实用新型还提供了一种列车，包括永磁直驱转向架，其中，永磁直驱转向架为上述实施例中的永磁直驱转向架。
从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
本实用新型的永磁直驱转向架的牵引电机20采用架悬式的安装方式，牵引电机20套设在与轮对30相连接的车轴40上且与车轴40连接，牵引电机20的一端通过纵向臂50与横梁12柔性连接，牵引电机20的另一端与端梁13连接，并且，端梁13与侧梁11柔性连接，这样，构架的横梁12不再承受电机的悬臂扭矩，牵引电机20的扭矩载荷以垂向力的形式同时作用于横梁12和端梁13，改善了横梁12和侧梁11连接处的受力情况。该永磁直驱转向架极大的降低了转向架簧下质量，降低了轮轨磨耗，可以适应于中高速运营。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。
技术特征：
1.一种永磁直驱转向架，包括：
构架(10)，所述构架(10)包括侧梁(11)、与所述侧梁(11)垂直的横梁(12)和设置于所述侧梁(11)两端的端梁(13)；
牵引电机(20)；
轮对(30)，设置在所述构架(10)上；
其特征在于，所述永磁直驱转向架还包括：
纵向臂(50)，所述牵引电机(20)通过所述纵向臂(50)与所述横梁(12)柔性连接；
其中，所述牵引电机(20)套设在与所述轮对(30)相连接的车轴(40)上且与所述车轴(40)连接，所述牵引电机(20)与所述端梁(13)连接，所述端梁(13)与所述侧梁(11)柔性连接。
2.根据权利要求1所述的永磁直驱转向架，其特征在于，所述转向架还包括：
安装座(60)，固定设置在所述端梁(13)上，所述安装座(60)用于固定所述牵引电机(20)。
3.根据权利要求1所述的永磁直驱转向架，其特征在于，所述纵向臂(50)相对所述横梁(12)垂直设置，所述纵向臂(50)的一端与所述牵引电机(20)固定连接，所述纵向臂(50)的另一端与所述横梁(12)柔性连接。
4.根据权利要求3所述的永磁直驱转向架，其特征在于，所述横梁(12)上设置有横梁连接部(121)，所述纵向臂(50)包括纵向臂主体(53)和第一连接部(51)，所述第一连接部(51)与所述纵向臂主体(53)的靠近所述横梁(12)的一端连接，所述纵向臂(50)通过所述第一连接部(51)和所述横梁连接部(121)与所述横梁(12)连接；其中，所述第一连接部(51)由橡胶材料制成。
5.根据权利要求3所述的永磁直驱转向架，其特征在于，所述纵向臂(50)包括纵向臂主体(53)和与所述纵向臂主体(53)连接的第二连接部(52)，所述第二连接部(52)用于与所述牵引电机(20)连接，所述第二连接部(52)和所述纵向臂主体(53)之间设置有加强筋板(54)。
6.根据权利要求1所述的永磁直驱转向架，其特征在于，所述侧梁(11)为两个，两个所述侧梁(11)包括第一侧梁和第二侧梁，所述第一侧梁与所述第二侧梁相对设置；所述端梁(13)包括端梁主体(131)、第三连接部(132)和第四连接部，所述第三连接部(132)与所述端梁主体(131)的一端连接，所述第三连接部(132)用于与所述第一侧梁连接；所述第四连接部与所述端梁主体(131)的另一端连接，所述第四连接部用于与所述第二侧梁连接；
其中，所述第三连接部(132)和所述第四连接部由橡胶材料制成。
7.根据权利要求1所述的永磁直驱转向架，其特征在于，所述转向架还包括：
连接机构(70)，所述连接机构(70)套设在所述车轴(40)上且与所述车轴(40)连接，所述牵引电机(20)套设在所述连接机构(70)上且与所述连接机构(70)连接，以使所述车轴(40)在所述牵引电机(20)和所述连接机构(70)的作用下转动。
8.根据权利要求7所述的永磁直驱转向架，其特征在于，所述连接机构(70)具有相对设置的第一端和第二端，所述连接机构(70)的第一端与所述车轴(40)过盈连接，所述牵引电机(20)与所述连接机构(70)的第二端传动连接。
9.根据权利要求8所述的永磁直驱转向架，其特征在于，所述牵引电机(20)的内壁上设置有第一传动齿，所述连接机构(70)的外壁上设置有与所述第一传动齿相配适的第二传动齿，所述第一传动齿与所述第二传动齿相啮合，以使所述连接机构(70)在所述牵引电机(20)的作用下转动。
10.一种列车，包括永磁直驱转向架，其特征在于，所述永磁直驱转向架为权利要求1至9中任一项所述的永磁直驱转向架。
技术总结
本实用新型提供了一种永磁直驱转向架及具有其的列车，永磁直驱转向架包括：构架，构架包括侧梁、与侧梁垂直的横梁和设置于侧梁两端的端梁；牵引电机；轮对，设置在构架上；永磁直驱转向架还包括：纵向臂，牵引电机通过纵向臂与横梁柔性连接；其中，牵引电机套设在与轮对相连接的车轴上且与车轴连接，牵引电机与端梁连接，端梁与侧梁柔性连接。本实用新型的永磁直驱转向架解决了现有技术中的永磁直驱转向架无法应用于高速度列车的问题。
技术研发人员：门见强;张雄飞;宋树亮;侯建文
受保护的技术使用者：中车青岛四方机车车辆股份有限公司
技术研发日：.03.29
技术公布日：.01.10
